Андрей Петренко родился в 1956 году в Ленинграде (Санкт-Петербург). Окончил Ленинградскую государственную консерваторию имени Н. А. Римского-Корсакова по специальностям «хоровое дирижирование» (класс профессора Елизаветы Кудрявцевой-Муриной) и «оперно-симфоническое дирижирование» (класс профессора Ильи Мусина). Дипломант II Всероссийского конкурса дирижеров (1988).
Творческую карьеру начинал как дирижер Хора любителей пения Хорового общества Ленинграда (1973–1989), с которым успешно гастролировал в Москве, Нижнем Новгороде, Риге, Таллине, Дрездене, Белграде. С 1981 года был дирижером Ленинградского государственного театра музыкальной комедии, где выпустил девять премьерных постановок (три спектакля шли с его авторской оркестровкой).
В 1989–1992 гг. – главный дирижер Санкт-Петербургского Мюзик-Холла.
С 1994 года был художественным руководителем хора Смольного собора Санкт-Петербурга; гастролировал с коллективом в Финляндии, Германии, Нидерландах, Бельгии, Польше, Дании, Южной Корее.
В 1989–2000 гг. работал в Санкт-Петербургской консерватории, где преподавал хоровое и симфоническое дирижирование, руководил студенческим Камерным хором, с которым выступал в Италии (1991) и завоевал I премию на Международном фестивале церковной музыки «Хайнувка» (Польша, 1993). Был дирижером Театра оперы и балета Санкт-Петербургской консерватории, с балетной труппой которого гастролировал в Хельсинки и Берлине. В те же годы был приглашенным дирижером Санкт-Петербургского «Конгресс-оркестра».
В 2000–2020 гг. – главный хормейстер и приглашенный дирижер Мариинского театра. Участвовал более чем в 50 оперных постановках. Вел многие спектакли, среди которых «Война и мир» и «Обручение в монастыре» Прокофьева, «Снегурочка» и «Сказка о царе Салтане» Римского-Корсакова, «Князь Игорь» Бородина, «Сорочинская ярмарка» Мусоргского, «Аида» Верди, «Самсон и Далила» Сен-Санса, «Любовный напиток» Доницетти, «Очарованный странник» и «Боярыня Морозова» Щедрина, «Свадебка» Стравинского. Под его управлением исполнялись кантатно-ораториальные сочинения И. С. Баха, Генделя, Гайдна, Моцарта, Россини, Берлиоза, Верди, Брамса, Пуленка, Стравинского, Прокофьева, Свиридова, Губайдулиной и других композиторов.
С хором Мариинского театра маэстро представил программы a cappella в самых престижных залах России, Литвы, Финляндии, Нидерландов, Бельгии, Франции, Германии, Швейцарии, Италии, Великобритании и Израиля. Возглавляемый им коллектив номинировался на премию «Грэмми» за запись «Страстей по Иоанну» Губайдулиной. В 2011 году за исполнение оперы-оратории «Царь Эдип» Стравинского хор был награжден премией International Classical Music Awards (ICMA). По заказу Института Финляндии в Санкт-Петербурге Андрей Петренко записал с хором два диска рождественских и патриотических финских песен в собственной аранжировке и русском стихотворном переводе.
Маэстро неоднократно вел оперные спектакли в российских театрах, в числе которых «Новая опера» имени Е. В. Колобова («Князь Игорь» Бородина), «Геликон-опера» («Дон Паскуале» Доницетти, «Аида» Верди), Михайловский театр («Летучий голландец» Вагнера, «Иоланта» Чайковского, «Травиата» Верди), «Санктъ-Петербургъ опера» («Евгений Онегин» Чайковского), Красноярский государственный театр оперы и балета («Садко» Римского-Корсакова). Руководил мировой премьерой оперы Vita nova («Новая жизнь») Владимира Мартынова, представленной на сцене Московского международного Дома музыки в рамках II Московского Пасхального фестиваля (2003); постановкой оперетты «Женихи» Исаака Дунаевского в Рижском русском театре (2017); спектаклями Академии молодых оперных певцов Мариинского театра «Свадьба Фигаро» Моцарта, «Севильский цирюльник» Россини, «Дон Паскуале» Доницетти; на гастролях в Финляндии представил спектакль Мариинского театра «Евгений Онегин».
Осуществил оперные постановки в Финляндии («Фауст» Гуно) и Эстонии («Севильский цирюльник» Паизиелло). Был художественным руководителем фестиваля «Недели искусств Валкама» в Йювяскюля (1995–2010, Финляндия). В 2001 году в качестве хормейстера участвовал в постановке оперы «Леди Макбет Мценского уезда» Шостаковича на Зальцбургском фестивале. Сотрудничал с Хором Национальной академии Санта Чечилия в Риме и Хором Варшавской филармонии. В 2008–2014 гг. – приглашенный дирижер Хора Радио Франс. Проводил мастер-классы по работе с хором в Москве и Санкт-Петербурге, по работе с оркестром – в Сеуле.
В разные годы сотрудничал с симфоническими оркестрами Санкт-Петербургской филармонии, Государственной академической капеллы Санкт-Петербурга, Филармоническим оркестром Турку, симфоническими оркестрами Оулу и Йювяскюля, Гамбургским молодежным симфоническим оркестром, оркестром Харбинской филармонии.
С 2014 года сотрудничает с Детским хором России, созданным при возрожденном Всероссийском хоровом обществе. В 2014 году коллектив принял участие в торжественной Церемонии закрытия Олимпийских игр в Сочи. Под управлением Андрея Петренко Детский хор неоднократно выступал в сопровождении Российского национального молодежного симфонического оркестра с традиционным новогодним концертом в Государственном Кремлевском дворце и принимал участие в церемонии открытия Международных Ганзейских дней Нового времени в Псковском Кремле (2020). Специально для этого коллектива Андрей Петренко написал новый текст к кантате «Славься, наш могучий край!» Прокофьева, а также сделал переложения для хора, аранжировки и оркестровки ряда песен.
С 2015 года Андрей Петренко – художественный руководитель Симфонического хора Свердловской филармонии. Под его управлением коллектив гастролировал в России, Франции, Германии, Дании, Китае, Японии; принимал участие в международных фестивалях, среди которых фестиваль имени Бетховена в Бонне, «Безумный день», Via Aeterna и Le Rivage des voix во Франции, «Харбинское лето», Московский Пасхальный фестиваль, «Евразия», Bach-fest, «Безумные дни в Екатеринбурге»; выступал в Храме Христа Спасителя в Москве, Концертном зале Мариинского театра, Исаакиевском соборе и Гербовом зале Государственного Эрмитажа в Санкт-Петербурге, Филармонии на Эльбе в Гамбурге, Бетховен-халле в Бонне, залах Харбинской и Карельской филармоний. С Симфоническим хором дирижер записал семь альбомов, в том числе «Русские молитвы» (Mirare, 2017), «Русский хоровой концерт» и «Великая музыка малых форм» (Fuga Libera, 2023).
С 2015 года он также сотрудничает с Уральским академическим филармоническим оркестром. В 2017 году в рамках II Китайско-Российского фестиваля культуры и искусства дирижировал концертами интернационального коллектива, в состав которого вошли музыканты Уральского филармонического и Харбинского симфонического оркестров. В 2020–2022 гг. был художественным руководителем Уральского молодежного симфонического оркестра.
В 2017–2019 гг. – художественный руководитель оркестра «Инструментальная капелла» Московской областной филармонии, с которым выступал в лучших концертных залах Москвы и Подмосковья, принимал участие в Международном фестивале искусств П. И. Чайковского в Клину.
С 2021 года – помощник по опере художественного руководителя Михайловского театра Владимира Кехмана.
Андрей Петренко – заслуженный деятель искусств России (2008), член президиума Всероссийского хорового общества, входит в состав жюри престижных всероссийских и международных конкурсов. Награжден высшей театральной премией Санкт-Петербурга «Золотой софит» и грамотой Президента России «За большой вклад в подготовку Олимпийских игр в Сочи» (2014).
