Юдель Пэн родился в еврейской семье бедного ремесленника в местечке Ново-Александровске Ковенской губернии (ныне г. Зарасай, Литва).  Его детство прошло в бедности и лишениях. Ему было всего четыре года, когда умер отец. После хедера (еврейская религиозная начальная школа) мальчика определили в религиозную школу при синагоге. Там у него пробудилась страсть к рисованию. Еще посещая хедер, Юдель изображал своих друзей и, в особенности, ребе - в минуты покоя, умиротворенности или гнева на своих нерадивых учеников. Изображал с юмором, иногда с изрядной долей сарказма, за что бывал нещадно бит палкой по рукам.

Рано осиротев, с 1867 г. работал подмастерьем маляра в Двинске (ныне Даугавпилс, Латвия). Работа в течение восьми лет подмастерьем у маляра укрепила его стремление стать художником. Здесь мальчик рисовал вывески, окрашивал внутренние и наружные стены домов, а в свободное время увлекался рисованием из книг, делал зарисовки бытовых сцен.

Однажды, по желанию хозяина нужно было декоративно оживить, украсить холл. Молодой ученик решил к прочим деталям прибавить нарисованные поручни к лестнице; что и было сделано с максимальной жизненной достоверностью. Принимавший работу хозяин, взявшись за поручни, естественно, потерял равновесие. Тем не менее, ученика не наказал, а, уверовав в его бесспорные способности, выдал гонорар в размере 25 рублей. По тем временам, сумму довольно значительную.


Неудержимое стремление стать художником привело Пэна в 1879 в Петербург, где он после многих мытарств поступил в 1880 г. в Академию художеств. Учился с 1881 по 1886 г. у П. П. Чистякова. По окончании Академии уехал на родину. Жил в Двинске, Риге, где познакомился с бароном Н. Н. Корфом, пригласившим художника на работу в свое имение около Крейцбурга, местечка, расположенного, примерно, на полпути между Витебском и Двинском. В 1895 году уехал в Петербург, а в марте 1896 уже получил паспорт для "постоянного проживания" в российской столице.

В 1891 г. (по другим данным в 1897 г.) Пэн поселился в Витебске. Витебские друзья и доброжелатели обещали помочь открыть частную рисовальную школу, о чем Пэн давно мечтал, и хлопотали в официальных инстанциях, так как для этого требовалось формальное разрешение губернатора и столичного начальства. Реальная возможность открыть школу, что обеспечило бы стабильный заработок и нормальные условия для творчества, для Пэна явилась решающим аргументом в пользу его переезда в Витебск.

С этого времени начинается его активная творческая жизнь.
Уже спустя год, Пэн открыл в Витебске частную художественную студию «Школа рисования и живописи» Которая просуществовала с 1892 по 1918 годы. Школа Пэна может быть признана еврейской в силу естественных причин: в конце XIX века еврейское население Витебска составляло более 52% всех жителей города, и подавляющее большинство учеников Пэна - евреи, многие из которых даже не знали русского языка.

В 1891 году поселился в Витебске и спустя год открыл там частную Школу рисования и живописи, существовавшую до 1919 года — первое в России еврейское художественное училище, которое было преобразовано Марком Шагалом в Витебское художественное училище, существовавшее до 1941 года. Учениками Юделя Пэна были Реймонд Брайнин, Лазарь Лисицкий, Ева Левина-Розенгольц, Илья Мазель, Оскар Мещанинов, Ахола-Вало,Ефим Минин, Осип Цадкин, Марк Шагал, Елена Кабищер,Заир Азгур, Соломон Юдовин, Давид Якерсон, Илья Чашник. В 1907 и 1914 годах проходили выставки Пэна и его учеников.

Марк Шагал в книге «Моя жизнь» вспоминает: «…в первый раз я узнал о существовании Пэна, когда ехал как-то на трамвае вниз к Соборной площади, и мне бросилась в глаза белая на синем фоне надпись: «Школа живописи Пэна». Ого! – подумал я. – Какой культурный город наш Витебск!»

Витебский художник Петр Максович Явич, учившийся у Пэна 3,5 года вспоминал: «Когда мы учились у него, шестеро мальчиков, он обращался с нами, как с самыми любимыми родными сыновьями. Пэн был для нас всем - и искусством, и школой, и даже домом. Поражала его бесконечная открытость, простота и вместе с тем высокая культура. Я ни разу не слышал, чтобы он ругался. Все наставления делал мягко, без окриков, не повышая голоса. Не спрашивая, голодны мы или нет, Юрий Моисеевич грел для нас чай, варил картофель в мундире, ставил на стол кусковый сахар, масло, творог. И еще селедку «шотландку».

«Как-то мы рисовали по заданию Юрия Моисеевича, - вспоминает дальше Петр Явич, - и в это время зашел председатель горсовета. Человек грубоватый от природы, он, по-видимому, не отличался высокой культурой. Но Пэна любил самозабвенно. Во всем ему помогал. Зашел и говорит: вы, мол, работайте, а я покажу гостю картины. Мы гостя узнали сразу - это был Александр Григорьевич Червяков, один из руководителей Беларуси. Пэну гостя председатель горсовета не представил. А потом, когда нежданные посетители ушли, мы художнику и сказали, что сам Червяков его картины смотрел. Юрий Моисеевич очень долго сокрушался, что не поговорил с ним».

Пэн часто писал своих учеников. Среди сохранившихся работ известны портреты Иезекиеля Мальцина, Льва (Лейбы) Шульмана и Иосифа Туржанского и др. Почти все они находятся в Витебском областном краеведческом музее. До последнего времени был известен только один портрет Шагала работы Пэна с датировкой 1914 года, на котором Марк изображен в шляпе, с палитрой в руках

Ю.М.Пэн создал сотни картин, портретов, этюдов, эскизов из жизни местечковых евреев.
Наиболее сильной стороной творчества художника являются композиционные портреты.
В этом жанре он выступил как прямой преемник портретного творчества. И. Хруцкого и Ю. Силивановича.

Портреты и картины Пэна воскрешают перед нами давно ушедшие из жизни типы и характеры ремесленников: часовщиков, портных, сапожников. Хорошее знание жизни ремесленников, среди которых Пэн прожил свою жизнь, дало ему возможность правдиво, с большой глубиной отразить труд и жизнь мастеровых, показать их в конкретной рабочей обстановке, глубоко и проникновенно раскрыть их духовный мир, их сокровенные мечты, их печали и радости.