Олександр ПЕТРЕНКО у 1976 році закінчив Харківський державний університет імені О.М. Горького, у 1984 р. захистив кандидатську, а у 1993 р. – докторську дисертацію зі спеціальностей «кріобіологія» та «біохімія». З 1998 р. є професором за спеціальністю «клітинна біологія». З 1999 р. – завідувач відділу кріобіохімії, а з 2021 р. – директор Інституту проблем кріобіології і кріомедицини Національної академії наук України.
О.Ю. Петренко відомий спеціаліст у галузях кріобіології, біохімії, клітинної біології, біології стовбурових клітин, тканинної інженерії, експериментальної клітинної трансплантації та гіпотермічного зберігання органів.
Результати наукових досліджень Олександра Петренка представлені у понад 500 наукових публікаціях, серед яких 14 патентів та 2 монографії. Він є автором і співавтором 38 статей, опублікованих у журналах І та ІІ квартилів відповідних розділів Web of Science. Згідно з Google Scholar h-індекс Олександра Петренка дорівнює 20, зі Scopus – 16.
Також він є професором кафедри UNESCO і кафедри біохімії Харківського національного університету імені В.Н. Каразіна, у якому викладає авторський курс «Біологія стовбурових клітин». Підготував 1 доктора і 20 кандидатів наук.
За наукові роботи в галузі кріобіології та біохімії О.Ю. Петренко удостоєний Державної премії України в галузі науки і техніки, премії Президії НАН України імені О.В. Палладіна, Пам’ятної відзнаки НАН України, стипендії Харківської обласної державної адміністрації в галузі медицини імені І.І. Мечникова. Олександр Петренко працював запрошеним професором в Університетах Великої Британії, Ізраїлю, Франції та Канади. Виступав науковим керівником грантових проєктів «Wellcome Trust» та УНТЦ, а також спільних українсько-ізраїльських наукових проєктах. На сьогодні він є керівником спільного українсько-чеського проєкту та відповідальним виконавцем з української сторони проєкту “Visegrad+”.
Олександр Петренко є членом редакційних колегій закордонних та вітчизняних наукових журналів.