Aleksiy Petrenko 1938 yil 26 martda Ukrainaning Chernigov viloyatidagi Chemir qishlog'ida tug'ilgan. Bolaligida sportga qiziqqan, boks va kurash bilan shug'ullangan, teatrga qiziqqan, Pionerlar saroyidagi dramatik aylanada qatnashgan. Drok aylanasi rahbari Alekseyni burun yoki quloqlarini sindirish ehtimoli tufayli kuchli sport turlari bilan shug'ullanishdan voz kechishga ko'ndirgan. Shunday qilib, kichik Aleksiyda faqat bitta ishtiyoq qolgan – aktyorlik san'ati.
Maktabni tugatgandan so'ng Aleksiy Petrenko Kiev teatr institutiga kirishga qaror qilgan, ammo ketma-ket ikki marta imtihondan o'ta olmagan. Kievdan qaytib kelgandan so'ng, Aleksiy ota-onasining yelkalarida o'tirmay, temirchi bo'lib ishlagan. Biroq teatr institutida o'qish orzusi tashlab ketilmagan va bir yildan so'ng Petrenko omadini sinab ko'rish uchun uchinchi marta Xarkov teatr institutiga boribdi. Imtihon oldidan u taniqli teatr arbobi Trofim Olxovskiy bilan uchrashgan. Yosh aktyor tajribali pedagogda yaxshi taassurot qoldirgan va u boshqa imtihon oluvchilarga Aleksiy institutga qabul qilinishi kerakligini aytgan.
Aleksiy 1961 yilda o'quv yurtini tugatgan va Shors nomidagi Zaporojye musiqali-dramatik teatrida ishga joylashgan, u erdan tez orada Jdanovdagi rus dramatik teatriga o'tgan. 1964 yilga kelib Aleksiy Petrenko ko'plab teatr rollarini o'ynagan, ammo ularning aksariyati ikkinchi darajali bo'lgan. Baxtga jilavlat, yosh aktyorni Leningraddagi Lenso'vet teatriga taklif qilishgan. Uning yangi joyidagi birinchi ishi "Soldat va ilon" ertak spektaklida Soldat roli bo'lgan. Vaqt o'tishi bilan xarakterli rollar ham kelgan, masalan, "Pushkin Odessada"da graf Vorontsov, "Uch groshevaya opera"da Matias-Moneta, "Jinoyat va jazo"da Svidrigaylov.
Kino suratga olishni Aleksiy Petrenko 1967 yilda boshlagan, boshlanishi oddiy bo'lgan, ammo "Quyosh va yomg'ir kuni" filmidagi fartsovshchi qiyofasi tomoshabinlar xotirasida qolgan. Aleksiy uchun haqiqiy muhim rol 1974 yilda suratga olingan va keyinchalik klassikaga aylangan "Agoniya" filmidagi Grigoriy Rasputin roli bo'lgan.
Aleksiy Petrenko tomonidan ajoyib o'ynalgan boshqa kino rollari orasida maktab direktori Kirill Alekseyevich "Kalitni uzatish huquqi yo'q" dramatik filmida, qishloq kengashi raisi "Vidolashuv"da ajralib turadi. Haqiqatan ham ajoyib bo'lgan filmlar Aleksiy Petrenko ishtirokida "Turmush qurish" (Gogol asari bo'yicha), "Lev Tolstoy", "Xizmatkor", "If qal'asi mahbusi" (abbot Faria), "Qattiq romantika" (Mokiy Parmonovich Knurov). Aleksiy Petrenko Nikit Mixalkovning "Sibir sartaroshi" filmidagi o'yinini hayratlanarli darajada jonli va yorqin chiqargan: general Radlov. 1980-yillarda katta mashhurlikka ega bo'lgan qisqa metrajli film "Davydov va Golyat"da Aleksiy Petrenko zavod ishchisi rolini o'ynagan.
Aleksiy Petrenko yaqinda o'ynagan rollari orasida "44-avgustda" (general Yegorov), "Ildiot" (general Ivolgin), "O'n ikki" (pensioner, sobiq metro ishchisi) filmlaridagi ishlar esda qolarli.
