Родился 17 сентября 1973 года в Черкассах. В 1991 году окончил Черкасский финансово-экономический техникум, специальность - бухгалтер. В 1997 году окончил Харьковскую государственную академию технологии и организации питания по специальности «менеджер-экономист».

С 1993 по 2005 год являлся заместителем гендиректора ООО «Техникс-25», с 2005 по 2007 год - заместителем гендиректора областного дочернего предприятия «Черкассытурист».

С 2007 по 2008 год работал главой комитета по физической культуре и спорту в горисполкоме Черкасс, после этого до 2013 года - гендиректором «Черкассытурист».

С 2014 года числился рядовым в батальоне «Азов».

На парламентских выборах 2014 года Олег Петренко баллотировался по мажоритарному округу №194 от «Блока Петра Порошенко» и победил, набрав 41,15% голосов. Второе место заняла самовыдвиженка Валентина Жуковская, получившая 23,65% голосов.

Стоит отметить, что в 2012 году данный округ был одним из пяти скандальных, где ЦИК не смогла определить результаты выборов. На перевыборах в 2013 году на данном округе победил Михаил Поплавский, который теперь стал нардепом по округу №101 в Кировоградской области.

Народный депутат Украины, член фракции "Блок Петра Порошенко" (БПП) Олег Петренко обещает покинуть ряды фракции, если не будут предоставлены доказательства вины председателя гражданского корпуса "Азов-Крым" Станислава Краснова. Об этом Петренко заявил в эфире телеканала "112 Украина".

"Меня здесь представили как депутата от БПП. Я завтра напишу заявление о выходе из фракции. Когда моего собрата и подчиненного пытают в застенках СБУ, мне комфортно работать в провластной фракции и вещать в эфире телеканалов о критическом отношении к действиям СБУ - это когнитивный диссонанс", - сказал нардеп.

Он отметил, что написанное им завтра заявление зачитают, как минимум, через две недели, на ближайшей сессионной неделе Верховной Рады.

"Если за это время мне предоставят неопровержимые доказательства его вины в тех обвинениях (ни одного доказательства сегодня не было), я готов отозвать заявление, подтверждая этим, что никакой политики в этом нет", - подчеркнул Петренко.

В СМИ Олега Петренко называют человеком, связанным с мэром Черкасс Сергеем Одарычем и экс-председателем Государственного комитета по вопросам регуляторной политики и предпринимательства при Януковиче Михаилом Бродским.

Олег Петренко - сын многолетнего директора отеля «Росава» в Черкассах Николая Петренко. В результате, при протекции отца будущий нардеп и возглавил предприятие «Черкассытурист».