Син народовольця П. С. Аннєнкова, народився в Петропавловську-Камчатському під час заслання батька. Родина перебралася в Петербург 1894 року. Навчався в 12-й Петербурзькій казенній гімназії. Брав участь у випусках нелегального журналу гімназії, де малював політичні карікатури, визнані небезпечними. Після виключення з казенної гімназії навчався в приватній гімназії Столбцова.
1907 р. — знайомство з художником Іллєю Рєпіним. Дача родини Аннєнковох була розташована поряд з садибою Рєпіна Пенати. Художник був мистецьким авторитетом для майбутнього митця, хоча він пішов власним шляхом.
1909 р. — забажав кар'єри художника, але провалив іспити до Імператорської академії мистецтв. Художнє навчання продовжив у майстерні польського художника Яна Ционглінського (1858 — 1913). З 1911 р. — в Парижі, де удосконалював майстерність. Серед його вчителів — Моріс Дені (1870 — 1943) та Фелікс Валлотон(1865 — 1925).
1913 р. — художній дебют на виставці «Незалежних» картинами «Пейзаж» та «Вечір». Повернення в Петербург. Дебют як театрального художника у виставі Миколи Євреінова «Nomo sapiens» в театрі «Криве дзеркало».
1917 р. — вступ в мистецьке товариство «Світ мистецтва», робота в ньому до 1924 р.
Період до 1917 р. Революційна лихоманка
Багато і плідно працює графіком у різних виданнях і портретистом.
1918 р. — створив книжкову графіку до першого видання поеми «Дванадцять» Олександра Блока в модерновому стилі, що стала мистецьким явищем року.
1920 р. — разом М В. Добужинським Мстиславом Валеріановичем и В. А. Щуко декорував як театральний художник містерію «Гимн освобождённому труду», на вірші Йосифа Гришашвілі, на площі перед фондовою Біржею в Петрограді (Петербурзі).
1921 р. — як театральний художник і режисер створив театральне дійство «Взятие Зимнего дворца» на колишній Палацові площі в Петербурзі (тоді площа імені Урицького).
Зимовий палац
Штурм Зимового палацу
Фондова Біржа, Петербург
Еміграція у Францію
1924 р — відбув для участі у XIV Міждународній художній виставці у Венецію, після якої перебрався у Париж разом з дружиною, пані Гальпері, що була балериною та актрисою в театрі Н. Ф. Балієва «Летучая мышь». Вже у 1925 р. художник брав участь в Міжнародній виставці сучасних декоративних та промислових мистецтв у Парижі.
Після 1934 р. захопився кінематографом, створил декорації и костюми до більш ніж 50 кинострічок. У 1955 р. був номинантом на премію «Оскар» Американської академії кіномистецтва за костюми до фільму «Мадам де…» (реж. Макс Офюльс, 1953).
1945—1955 рр. — президент «Синдикату техніків французького кінематографу».
Помер в Парижі.
Вибрані твори
Сценографія
1913 р. — декорації до вистави Євреінова «Nomo sapiens» в театрі «Криве дзеркало».
1920 р. — разом з Добужинским Мстиславом Валеріановичем и В. А. Щуко декорував як театральний художник містерію«Гимн освобождённому труду», на вірші Йосифа Гришашвілі, на площі перед фондовою Биржею в Петрограді (Петербурзі).
1921 р. — як театральний художник і режисер створив театральне дійство «Взятие Зимнего дворца» на колишній Палацові площі в Петербурзі (тоді площя імені Урицького) .
1921–1924 рр. — створив декорації до вистав «Самое главное» та «В кулисах души» Євреінова, «Бунт машин» Олексія Толстого для БДТ та ін. Серед сценографічних і режисерських творів цього періоду — вистава«Скверный анекдот» за твором письменника федора Достоєвського в Ермітажному театрі.
В еміграції з 1924 р. у Франції — виконав декорації до більш ніж шістдесяти французьких вистав, балетів та опер.
Портрети
Відомий портретист доби. Серед тих, кого портретував художник -
воєнком Троцкий Лев Давидович(1879 — 1940), висланий з території СРСР
У 1924 році на всесоюзному конкурсі став лауреатом першої премії за портрет Леніна, померлого на той час (Ленін для портрету — не позував).
Друковані твори
Анненков Ю. П. Дневник моих встреч. Цикл трагедий. В 2-х тт. — New York: Inter-Language Literary Associates / Международное Литературное содружество, 1966.