Служил в составе 2 запасного авиаполка. 

В феврале 1942г. сержант Зенин в составе 50 отдельного разведывательного авиационного Краснознаменного полка 2 воздушной армии.

Летал на самолете Пе-2.

16 июля во время выполнения задания экипаж был атакован двумя истребителями Фокке-Вульф-190. Умело маневрируя, Юрий Владимирович ушел от противника. В воздушном бою был легко ранен летнаб Большаков, у самолета были пробиты бензобаки, выведены из строя руль глубины и поворота, но летчик сумел довести машину до своего аэродрома и совершить посадку.

28 августа экипаж выполнил разведку в районе Диканьки (Полтавская обл.)

26 сентября- в районе Кировграда.

12 октября при возвращении с боевого задания в районе Христиновка, на высоте 7000м. в 156км. от линии фронта у самолета разрушилась шестерня вала редуктора. Винт вместе с валом редуктора слетел в воздухе.  Юрий Владимирович на одном моторе прошел 265км. и совершил посадку на свой аэродром.

К средине октября 1943г. младший лейтенант Зенин произвел 24 успешных боевых вылета на разведку. 

Приказом от 27 октября 1943г. был награжден орденом Красного Знамени.

Вел разведку за перегруппировкой окруженной группировки противника под Корсунь-Шевченковским. 

В экипаж входили старший летнаб старший лейтенант Большаков Александр Иванович и воздушным стрелком-радистом в экипаже был старшина Юняев Николай Владимирович.

02 января 1944г. обнаружил несколько автоколонн противника, на станции Мироновка- 3 состава.

23 января произвел разведку дорог Гранов- Савустьяновка, Ивановка- Охматов, Богуслав- Мироновка.

08 марта – с высоты 2000м. выполнил фотографирование аэродрома Винница. Был обстрелян огнем зенитной артиллерии (ЗА) и атакован 6 истребителями Фокке-Вульф-190. Умелым маневром уклонился от атаки. При заходе для фотографирования на аэродром Калиновка также был обстрелян ЗА и атакован 5 истребителями Фокке-Вульф-190. В воздушном бою у самолета был поврежден один мотор. На втором моторе Юрий Владимирович ушел от атак и вернулся на свой аэродром.

К концу марта 1944г. лейтенант Зенин произвел 66 успешных боевых вылета на разведку. 

Приказом от 12 мая 1944г. был награжден вторым орденом Красного Знамени.

15 мая 1944г. экипаж выполнил разведку аэродрома и железнодорожного узла Львов дорог Борщов- Львов, Водники- Львов, Львов- Золочев, Подгородище- Бобрка.

10 августа- Ольхув- Мехув, Мехнув- Новы Корчин, Тшебиня- Краков, Краков- Домброва, Тарнув- Дембица, аэродрома и железнодорожного узла Краков.

19 августа 1944г. полку было присвоено звание гвардейский и почетное название Львовский. Изменена нумерация на 193 отдельный гвардейский разведывательный авиационный Львовский Краснознаменный полк.

04 марта 1945г. выполнена разведка дорог Шенау- Гиршберг, Гиршберг- Яблонец, Мнихово- Градишта, Ландесхут- Вальденбург. Станций Гирберг и Вальденбург.

За годы войны гвардии лейтенант Зенин произвел 187 успешных боевых разведывательных вылетов.

Приказом от 29 мая 1945г. был награжден орденом Отечественной войны I степени.

Награжден медалями «За взятие Берлина», «За освобождение Праги», «За победу над Германией в Великой Отечественной войне 1941–1945 гг.».