Секретарь Российского посольства в Мадриде, а затем состоял секретарем канцелярии министра иностранных дел.

В бытность свою в Мадриде он содействовал обращению к Православию из католичества начальника отделения генерального штаба в Испанской королевской армии Викентия Гарсия Рюи-Переса.

Интересны подробности совместных богословских занятий Ю.А. и его ученика. Вместе они проштудировали Литургии святых Василия Великого и Иоанна Златоуста, катехизис и сочинения о. Владимира Геттэ, сочинения А.С. Хомякова, специально для Викентия переведенные на испанский язык Ю.А. Колеминым, православный молитвослов и многое другое. По возвращении в Россию он выпустил сочинение «Римский Духовный Цезаризм перед лицом Соборной Православной Церкви» (СПб., 1913).

В годы первой мировой войны организацией шифросвязи в МИДе ведал цифирный комитет. В 1915 году в него входили А. Нератов, В. Арцимович, Базили, К. Таубе, Э. Феттерлайн, Ю.   Колемин, М. Чекмарев, Н.Г. Шиллинг, Н.И. фон дер Флит.

 5 октября 1917 года управляющий шифровальным отделением МИД, член цифирного комитета Ю. А. Колемин подал подготовленную им совместно с его помощником М. Н. Чекмаревым докладную записку на имя министра иностранных дел Сазонова. Она писалась в момент, когда специальная служба России "оказалась на грани крушения". Поэтому Колемин  считал совершенно необходимым безотлагательную полную ее реорганизацию. Он писал: "Отделение теперь функционирует. Но я не вижу возможности, чтобы оно оказалось впоследствии жизнеспособным без проведение в жизнь указанных мною принципов, которые, по моему глубокому убеждению, могут быть изменены в частностях, но не по существу". Иначе дело идет "к неминуемому банкротству, последствие которого могут быть для нас неисчислимыми".

19 октября 1917 года каждый из чиновников шифровального отделения МИДа подписал текст присяги, которую составил Ю. А. Колемин  для криптографов. Вот ее текст: "Я, нижеподписавшийся, вступая в исправление моих обязанностей, обещаю, что буду всегда свято и ненарушимо соблюдать перед посторонними лицами молчание обо всех материалах, при помощи которых я буду исполнять возложенное на меня ведение секретной переписки Министерства иностранных дел. Обещаю, что буду свято и ненарушимо сохранять в тайне от посторонних лиц все сведения, которые будут проходить через мои руки и перед глазами моими при ведение этой секретной переписки. Обещаю, что буду всегда осторожно, обдумано и предусмотрительно обходиться с вверенными мне тайными материалами, обещаю, что буду всегда осторожно, обдумано и предусмотрительно относиться к тем условиям, при которых я могу с сослуживцами по отделению говорить об имеющихся у нас профессиональных сведениях, дабы всеми силами моими содействовать ненарушимости и непроницаемости этих тайн, составляющих собственность не мою, а доверяющего их мне Министерства, ведающего при помощи их, через меня, интересами моего Отечества. Обещания сии подкрепляю благородным и честным моим словом».

   После революции Колемин вновь оказался  в Испании, теперь уже в эмиграции. В 1921 он был рекомендован для участия в Русском Зарубежном Церковном Соборе в Сремских Карловцах .