Баянист, дирижёр, профессор, педагог. Родился 24 августа 1952 г. в Тамбове. Окончил Тамбовское музыкальное училище (1971), Тамбовской филиал МГИКа (1975). В настоящее время живёт и работает в Тамбове. С 1970 г. по 1988 г. работал преподавателем баяна в Детской музыкальной школе № 3. Более тридцати лет преподавал в Тамбовском филиале МГИКа (ныне ТГУ им. Г. Р. Державина) в должности доцента, профессора и заведующего кафедрой народных инструментов, а позднее − профессора кафедры сценических искусств факультета культуры и искусств (1978−2008).

С 1988 г. − директор Детской музыкальной школы № 4 (ныне колледж искусств). Более тридцати лет Ю. А. Толмачёв является директором Тамбовского колледжа искусств. Под его руководством прошло две реорганизации этого учебного заведения, открыт новый филиал, сформирован высокопрофессиональный педагогический коллектив, введены новые направления подготовки, организованы творческие коллективы преподавателей и студентов. Колледж искусств стал одним из первых в России осуществлять многоуровневую подготовку кадров для сферы культуры и искусства. На базе колледжа также проходят курсы повышения квалификации и мастер-классы для преподавателей детских школ искусств Тамбова и области. В 2013 г. колледж удостоен гран-при Всероссийского конкурса «Детские школы искусств в современном социокультурном пространстве». С 2016 г. колледж является региональной инновационной площадкой по ряду направлений работы.

Ю. А. Толмачёв − автор научных и методических работ и учебных пособий: «Организационно-педагогические аспекты формирования и функционирования многоуровневой системы подготовки специалистов для сферы культуры и искусства» (1996); «Историко-культурные особенности развития исполнительства на русских народных инструментах» (1997); «Профессиональная деятельность дирижёра оркестра: историко-культурный и педагогический аспект» (1999); «Тамбовская художественная культура» (2006); «Народное музыкальное творчество» (2006); «Музыкальное исполнительство и педагогика» (2009); «Духовые инструменты. История исполнительского искусства» (2015).

На протяжении многих лет Ю. А. Толмачёв являлся участником, организатором и руководителем различных ансамблей и оркестров: оркестра народных инструментов (руководитель Н. А. Наумов), инструментального ансамбля (руководитель И. Е. Куликов); работал в оркестрах народных инструментов Дома культуры «Юбилейный», Дома культуры «Знамя труда»; был участником ансамблей с. Покрово-Пригородное (Тамбовский р-н) «Покровские ребята» и эстрадного ансамбля «Сувенир» (руководитель А. А. Нешко); руководил детским оркестром русских народных инструментов школы № 3, оркестром средней общеобразовательной школы № 11 и другими. Ю. А. Толмачёв является автором множества обработок, переложений и аранжировок для ансамблей и оркестров народных инструментов.

Ю. А. Толмачёв − создатель и руководитель ансамбля русских народных инструментов Детской музыкальной школы № 3 (1975). В 1990 г. коллектив получил звание «Народный самодеятельный коллектив», а с 2006 г. − ансамбль русских народных инструментов Тамбовского колледжа искусств. Коллектив является дипломантом и лауреатом областных, всесоюзных и всероссийских, а также международных конкурсов, среди которых Международный фестиваль придунайских стран (1987), Международный фестиваль народной музыки на острове Мальта (Италия, 1996), Международный конкурс-фестиваля «Продвижение» (2017), Всероссийский фестиваль-конкурс «Россия молодая» (2018). В 2007 г. ансамбль был удостоен гранта администрации Тамбовской области. Под руководством Ю. А. Толмачёва ансамбль много гастролировал в России и за рубежом. Репертуар ансамбля обширный и разнообразный, в него также включены народные песни Тамбовского края, старинные русские романсы.

Ю. А. Толмачёв ведёт активную общественную работу. С 1991 г. в течение десяти лет был заместителем председателя музыкального общества Тамбовской обл., в 2014 г. стал председателем Некоммерческого партнерства «Всероссийское хоровое общество» в Тамбовской обл., являлся членом художественного совета областной филармонии (ныне ТОГАУК «Тамбовконцерт»), активным организатором проведения Нобелевских конгрессов, председателем и членом жюри зональных, областных и городских конкурсов, избирался депутатом Ленинского районного Совета народных депутатов Тамбова. Заслуженный деятель искусств РФ (2003).

Заслуженный работник культуры РФ (1993). Лауреат всесоюзных, всероссийских, областных смотров и конкурсов, дипломант международных фестивалей народного творчества. Имеет множество наград, среди которых: медаль ордена «За заслуги перед Отечеством» II степени (2019); значок «За отличную работу» Министерства культуры СССР (1985); памятная медаль «Патриот России» (2015); Орден Леонардо да Винчи «За многогранность таланта» (2017); медаль «Лучший педагог России» (2012); нагрудный знак "Герой Труда Тамбовской области" (2023); почётный знак «За заслуги перед городом Тамбовом» (2013); медали лауреата первого, второго и третьего Всесоюзного фестиваля народного творчества (1986, 1987, 1988); медаль Всероссийского общества охраны памятников истории и культуры (1993), юбилейная медаль Международного союза музыкальных деятелей (2006) и другие.