З вересня 1998 р. по грудень 2001 р. обіймав посаду прокурора та старшого прокурора відділу прокуратури Дніпропетровської області.
З грудня 2001 р. по березень 2005 р. Юрій Валентинович працював прокурором Петриківського району Дніпропетровської області. У проміжку часу з березня по жовтень 2005 р. — був прокурором Індустріального району м. Дніпропетровська.
У період з жовтня 2005 р. по листопад 2007 р. Юрій Валентинович працював заступником прокурора Дніпропетровської області — здійснював нагляд за транспортною прокуратурою, спецпідрозділами, які ведуть боротьбу з організованою злочинністю та корупцією.
Має класний чин старшого радника юстиції.
У 2007 р. Юрій Валентинович Трегубов був обраний народним депутатом України за списком Блоку Юлії Тимошенко. У Верховний Раді є активним членом фракції БЮТ-«Батьківщина» та обіймає посаду секретаря Комітету з питань боротьби з організованою злочинністю і корупцією.
Юрій Валентинович є автором низки законопроектів, спрямованих на реформування органів внутрішніх справ, прокуратури та податкової міліції. Зокрема, законопроекту щодо впорядкування здійснення дізнання правоохоронними органами; про внесення змін до Закону України «Про контррозвідувальну діяльність» щодо належного забезпечення дотримання прав і свобод людини; про внесення змін до Кримінального кодексу України; про внесення змін до Закону України «Про Службу безпеки України».
Неодноразово заохочувався відзнаками Міністерства внутрішніх справ України, Служби безпеки України, Державної податкової служби України, Генеральної прокуратури України.
