После смерти С. Д. Нечаева тульское духовенство активно поддержало идею постройки храма Сергия Радонежского на Куликовом поле. Юрий Степанович, как и его отец, сделал пожертвование на строительство собора. В 1911 году архитектором А.В. Щусевым был сделан проект. Храм Сергия Радонежского на Куликовом поле строился четыре года (1913–1917).
В 1880 Юрий Степанович получил от своего дяди, одного из богатейших русских промышленников того времени, Ивана Сергеевича Мальцова (1807–1880) огромное наследство. При вступлении в права наследования он по завещанию стал обладателем двойной фамилии Нечаев-Мальцов. Юрий Степанович, используя свои зарубежные связи, приобретённые на дипломатической службе, реорганизовал производство художественного хрусталя в городе Гусь, при нем получившем название Гусь-Хрустальный. Нечаев-Мальцов приумножил состояние дяди эффективным управлением и продолжил традиции социальной ответственности отца, потратив огромные средства на благотворительность.
В 1885 году он основал во Владимире Техническое училище имени своего дяди Ивана Сергеевича Мальцова. Затем воздвиг в центре города Гусь-Хрустальный, храм Святого Георгия по проекту Н. Л. Бенуа. В селе Березовка недалеко от имения Нечаевых Полибино по воле Юрия Степановича был построен храм Дмитрия Солунского в память русских воинов, павших в Куликовской битве. Уникальный по архитектуре храм возведён по проекту великих зодчих А. Н. Померанцева и В. Ф. Шухова. Мозаики в храме были сделаны знаменитым петербургским мастером В. А. Фроловым по эскизам великого художника В. М. Васнецова. Вслед за храмами в Гусь-Хрустальном была построена богадельня имени И. С. Мальцова, а в Москве, на Шаболовке 33, в 1906 был построен комплекс дворянской богадельни имени Ю. С. Нечаева-Мальцова, созданный архитектором Романом Клейном.
Проживая в Санкт-Петербурге, Юрий Степанович Нечаев-Мальцов попечительствовал Морскому благотворительному обществу, Николаевской женской больнице, Сергиевскому православному братству, помогал Дому призрения и ремесленного образования бедных детей, с 1910 был попечителем Школы Императорского Женского патриотического общества имени Великой Княгини Екатерины Михайловны. Долгое время был членом Попечительного комитета о сестрах Красного Креста, на основе которого в 1893 под покровительством принцессы Е. М. Ольденбургской возникла Община сестер милосердия святой Евгении Красного Креста. Став вице-президентом Общины, пожертвовал деньги на строительство под ее эгидой двух больничных корпусов и здания богадельни для престарелых сестер милосердия. Финансировал деятельность медицинских учреждений, субсидировал журнал «Художественные сокровища России», выходивший под редакцией А. Н. Бенуа, а затем А. В. Прахова.
Благодаря Юрию Степановичу Нечаеву-Мальцову до наших дней ещё сохранилась первая в мире гиперболоидная конструкция, ажурная сетчатая стальная башня удивительной красоты, расположенная сейчас у дворца Нечаевых в Полибине. Уникальная водонапорная башня построена великим русским инженером В. Г. Шуховым для крупнейшей дореволюционной Всероссийской промышленной и художественной выставки в Нижнем Новгороде, проходившей в 1896 году. Она потрясла посетителей выставки необычностью и красотой формы. После окончания выставки уникальный шедевр купил Ю. С. Нечаев-Мальцов. Башня была перевезена в разобранном виде в Полибино и установлена В. Г. Шуховым рядом с дворцом Нечаевых. Гиперболоидные конструкции впоследствии строили многие великие архитекторы: Гауди, Ле Корбюзье, Оскар Нимейер. Шуховские сетчатые гиперболоидные башни востребованы и в настоящее время. Самая большая в мире телебашня, гигантская 610-метровая гиперболоидная сетчатая конструкция, соответствующая патенту В. Г. Шухова и очень похожая на башню у дворца Нечаевых в Полибине, возведена в 2005–2009 годах в Гуанчжоу в Китае. Сейчас в Полибино нередко приезжают зарубежные специалисты и архитекторы и, благодаря Юрию Степановичу, они пока ещё имеют возможность видеть и изучать первую в мире гиперболоидную сетчатую башню-оболочку.
В историю Ю. С. Нечаев-Мальцов вошел как человек, подаривший России Музей изящных искусств (ГМИИ имени А. С. Пушкина) в Москве, пожертвовав на его строительство около 80 процентов необходимых денег. Профессор Иван Владимирович Цветаев, отец поэтессы Марины Цветаевой и инициатор создания музея, обратился к властям и к состоятельным аристократам с просьбой внести пожертвования на строительство музея.
С весны 1987 к работе Комитета И.В. Цветаеву удалось привлечь Ю. С. Нечаева-Мальцова (1834–1913). Художественный вкус потомственного коллекционера шедевров искусства и археологических редкостей, университетское образование, опыт дипломата, связи и состояние одного из двенадцати богатейших людей России конца XIX века позволили Юрию Степановичу Нечаеву-Мальцову возглавить реальную работу Комитета по устройству музея, став Товарищем председателя Комитета (Великого Князя Сергея Александровича), контролировавшим завершение работ по проектированию и ход строительства Музея. До 1987 года под его контролем был возведён ряд крупных храмов и зданий с участием лучших архитекторов, инженеров и художников России и поэтому руководство новым масштабным проектом стало ему интересно. С середины 1987 года начались реальные пожертвования Ю. С. Нечаева-Мальцова на строительство и коллекцию Музея.
Именно Ю. С. Нечаев-Мальцов настоял на закладке всего здания сразу, а не переднего корпуса, выходящего фасадом на Волхонку, как предлагал И.В. Цветаев. Юрий Степанович настоял на «необходимости кирпичной выкладки всего здания музея зараз, чтобы придать ему целостность с самого начала» («Московские ведомости», 1987, 2 дек., № 332, стр. 4). Реальная окончательная длина фасада практически не изменилась, но в глубь квартала здание выросло почти в пять раз, что видно на окончательном плане музея от 12 июля 1898 года.
С 1904 года после пожара на стройке, когда сгорела большая часть создаваемого Музея, многие потеряли веру в успех масштабного проекта. Пожертвования на строительство практически прекратились и в дальнейшем в течение 8 лет до открытия Музея Ю. С. Нечаев-Мальцов один финансировал возведение гигантского здания. В итоге официальная сумма прямых пожертвований от имени Нечаева-Мальцова на Музей изящных искусств составила более 2 миллионов царских рублей (эквивалент более миллиарда современных долларов). Часть пожертвований Юрий Степанович из-за своей скромности сделал анонимно, поэтому реальный его вклад был больше официально учтённого. Но в семье Цветаевых его вклад не был тайной. Марина Цветаева в своих воспоминаниях пишет о сумме в полтора раза превышающей официально учтённые 2 миллиона: «…когда в 1905 году его [Нечаева-Мальцова] заводы стали, тем нанося ему несметные убытки, он ни рубля не урезал у музея. Нечаев-Мальцов на музей дал три миллиона, покойный государь триста тысяч. Эти цифры помню достоверно. Музей Александра III есть четырнадцатилетний бессребреный труд моего отца и три мальцовских, таких же бессребреных миллиона.» («Музей Александра III», Марина Цветаева).
Масштаб Музея, позволивший ему в наше время стать известным брендом, определил и обеспечил именно Юрий Степанович Нечаев-Мальцов. Без его участия до революции в лучшем случае был бы построен только передний корпус, выходящий фасадом на Волхонку. Здание музея было бы меньше почти в пять раз, заняв место в ряду многочисленных средних и малых экспозиций Москвы, и ГМИИ никогда не попал бы в число крупнейших художественных музеев Европы.
Особое внимание при доработке проекта Музея Ю. С. Нечаев-Мальцов уделял архитектуре и интерьеру Зала Славы русской науки, литературы и искусств (ныне Центральный или Белый зал второго этажа, к которому ведёт парадная лестница музея). По его указанию Р. И. Клейн несколько раз переделывал проект Зала Славы. Именно Юрию Степановичу принадлежит идея сделать этот зал исключительно Белым. Он отклонил несколько вариантов Зала Славы из-за их недостаточной величественности и изысканности. Ю. С. Нечаев-Мальцов настоял на каменном фризе над колоннадой фасада, взамен предложенного Клейном гипсового. Он финансировал и лично инспектировал на Урале добычу белого мрамора для отделки Музея. Когда выяснилось, что десятиметровые колонны для портика музея сделать в России невозможно, Юрий Степанович заказал их в Норвегии, зафрахтовал пароход для их доставки морем и баржи для сплава по рекам до самой Москвы. Для дарения Музею он закупал антиквариат в Египте и в Венеции приобрёл копии мозаик собора Святого Марка.
Отношение Юрия Степановича к делу создания Музея хорошо характеризует фраза из письма ему от Ивана Цветаева, датированного 7 сентября 1899 года:
«Мне очень жаль, что я не знал о намерении Р. И. Клейна поднимать тяжёлые балки именно 5 числа. Это была замечательная картина, когда рабочие колебались перед такой необычной тяжестью и таким объёмом балок в столь сильной степени, что Вы сочли нужным подать им пример, ставши первым на месте стройки, казавшемся им особенно опасным. И предводительствовать Вам на лесах и на стенах пришлось в убийственную погоду: дождь лил как из ведра, ветер свистал и был большой холод…»