Анатолій народився 18 червня 1987 року в місті Суми.

Навчався у школі № 29. Потому – в Національній академії Державної прикордонної служби України імені Богдана Хмельницького.

Спочатку служив у Навчальному центрі внутрішніх військ МВС України. Згодом – у 21-й окремій бригаді охорони громадського порядку Національної гвардії України. Брав участь в АТО.

Майор Петренко помер 12 серпня 2016 року внаслідок серцевого нападу під час охорони блокпоста поблизу міста Курахове Донецької області.

Поховали Захисника 15 серпня 2016 року на Алеї Слави Центрального кладовища.

Указом Президента України Анатолій Петренко нагороджений медаллю «За військову службу Україні».

Вічна пам‘ять Героєві! Слава захисникам і захисницям України!