Родился 3 октября 1962 году в Киеве, в семье врачей. Мать Галина Викторовна - акушер-гинеколог, работала на кафедре в Киевском медицинском институте. Отец, Юрий Дмитриевич, профессор-пульмонолог.

Закончил киевскую школу №38 им. В.М. Молчанова с математическим уклоном. В 1979 году поступил, в 1985 году окончил лечебный факультет Киевского медицинского института им. Акад. Богомольца.

Трудовой путь начал в 1985 году в Институте клинической и экспериментальной хирургии МОЗ Украины, сначала на должности врача-ординатора, потом – научного сотрудника Отдела хирургии печени.

В 1997 – 2005 гг возглавлял медицинский центр «Биофармтех», который основал Юрий Лифшиц, коллега Усенко по Институту клинической и экспериментальной хирургии. В конце 90-х «Биофармтех» был одной из лидирующих частных медицинских клиник в Украине, одно из первых учреждений, где появилась лапароскопическая техника. В компании функционировала одна из первый служб частной скорой помощи в стране.

В 2005 принял приглашение занять должность замминистра здравоохранения АР Крым в правительстве А. Матвиенко.

В 2006 году вернулся в Национальный институт хирургии и трансплантологии им. А. Шалимова на позицию зам. директора по научно-организационной работе. В 2013 году стал заведующим отдела хирургии пищевода и реконструктивной гастроэнтерологии Института, а в феврале 2014 - директором института.

Ученик Александра Шалимова, доктор медицинских наук, профессор, лауреат Государственной премии Украины в сфере науки и техники (2010).

Александр Усенко заступил на должность директора Национального института хирургии и трансплантологии им. А. Шалимова по итогам судебного разбирательства.

В мае 2013 года исполняющим обязанности института был назначен Зиновий Мытник, инфекционист по специальности, экс-министр здравоохранения в правительстве Николая Азарова. По Уставу Национальной академии медицинских наук Украины, в ведении которой находится Институт Шалимова, были назначены выборы. Выборы руководителя научного института НАМНУ проходят в три этапа: голосование в трудовом коллективе, голосование на ученом совете НАМНУ, утверждение руководителя института президентом НАМНУ.

На голосование в трудовом коллективе института Шалимова свою кандидатуру выдвинул Александр Усенко, однако кандидатура действующего и.о., которого поддерживали власти, набрала больше голосов.

В июне 2013 года голосование прошло в Учёном совете НАМНУ. Большинство академиков предпочли кандидатуру хирурга Усенко кандидатуре инфекциониста Мытника. Несмотря на это, президент НАМНУ Андрей Сердюк принял решение в пользу Мытника и подписал с ним контракт. В ответ Усенко подал иск в суд и выиграл его. Апелляционная инстанция оставила решение суда в силе. В итоге,  Усенко в феврале 2014 года окончательно стал директором института.

 

Женат. Взрослая дочь, которая работает офтальмологом в Киевском центре микрохирургии глаза. Воспитывает внучку.

В июле 2015 года назывался среди претендентов на пост министра здравоохранения.