Ранее в Союзе кинематографистов РФ отметили удивительную актерскую игру Петренко, известного по драме Алексея Германа "Двадцать дней без войны", где он исполнил роль летчика Строганова, а также роли Подколесина в "Женитьбе" Виталия Мельникова и американского журналиста Пола Дика в многосерийном фильме "ТАСС уполномочен заявить". Также Петренко известен экранными образами исторических героев. Так, например, в "Пирах Валтасара" он сыграл Сталина, а в "Воспоминаниях о Шерлоке Холмсе" — Артура Конан Дойля. Всего на счету артиста порядка 80 ролей в кино.
Петренко родился 26 марта 1938 года в селе Чемер Черниговской области. В 1955–1957 годах Петренко работал кузнецом в Чернигове. В 1961 году он окончил Харьковский театральный институт. Работал в Запорожском музыкально-драматическом театре имени Щорса, в Донецком русском драматическом театре.
В 1964 году Алексей Петренко по приглашению режиссера Игоря Владимирова перешел в Ленинградский театр имени Ленсовета (ныне — Санкт-Петербургский академический театр имени Ленсовета), где первой его работой стала роль солдата Жана в спектакле "Солдат и змея" по сказке Тамары Габбе.
Среди персонажей, сыгранных актером в Театре имени Ленсовета: слуга Бьонделло в "Укрощении строптивой" (1970) Уильяма Шекспира, Свидригайлов в "Преступлении и наказании" (1971) по роману Федора Достоевского, атаман Платов в "Левше" (1974) по Николаю Лескову. С конца 1970-х годов Петренко появлялся на разных сценических площадках, работая с разными режиссерами: с 1977 года – в Московском драматическом театре на Малой Бронной, с 1978 года – во МХАТе, в 1982–1986 годах – в театре "Школа драматического искусства" (под руководством Анатолия Васильева); в 1991–1992 годах – в театре "Школа современной пьесы".
В Театре на Малой Бронной Петренко исполнил роль Большинцова в "Месяце в деревне" (1977) по пьесе Ивана Тургенева, отставного солдата Коня во "Врагах" (1978) Максима Горького, Подколесина в "Женитьбе" (1978) Николая Гоголя. Роли, сыгранные во МХАТе, — официант в "Утиной охоте" (1979) Александра Вампилова, возчик Геншель в одноименном спектакле 1981 года по пьесе Герхарта Гауптмана, Джако в "Обвале" (1982) по прозе Михаила Джавахишвили.
В кино Алексей Петренко снимался с 1967 года.
