Научная деятельность Юрия Харлова тесно связана с Институтом физики высоких энергий (ИФВЭ) в Протвино, куда он пришел в 1991 году после окончания Московского физико-технического института (МФТИ). Первые исследования, в которых принимал участие молодой ученый, проводились в рамках эксперимента «НЕПТУН» на ускорительно-накопительном комплексе УНК.