Народився 17 вересня 1973 року, м.Черкаси.
Закінчив Харківський державний університет харчування і торгівлі за спеціальністю “менеджер-економіст” та Черкаський фінансово-економічний технікум за фахом “бухгалтер”.
1993–2005 — заступник генерального директора ТОВ «Технікс-25».
1998 — бухгалтер кооперативу «Агат».
2005–2007 — заступник генерального директора обласного дочірнього підприємства «Черкаситурист».
З 2007 по 2008 був головою комітету з фізичної культури і спорту Черкаської міської ради.
2008–2013 — генеральний директор обласного дочірнього підприємства «Черкаситурист».
З 1 грудня 2013 року брав участь у революційних подіях на Майдані.
2014 р. — з початку війни на Донбасі долучився до батальйону спецпризначення МВС «Азов». Після обрання народним депутатом, Олег Петренко не розриває контактів зі побратимами й далі співпрацює вже в цивільному житті з громадською організацією «Цивільний Корпус АЗОВ».
26 жовтня 2014 року переміг на виборах до Верховної Ради по 194 в. о. (Черкаси). У парламенті депутат входить до фракції «Блоку Петра Порошенка». Олег Петренко — заступник голови Комітету, голова підкомітету з питань національно-патріотичного виховання дітей та молоді Комітету Верховної Ради України з питань сім'ї, молодіжної політики, спорту та туризму.
Олег Петренко одружений. У пари є син Богдан.
Відзнака Президента України — ювілейна медаль «25 років незалежності України» (2016).
11.03.2019