Né à Saint-Pétersbourg et éduqué à la plus ancienne école de musique de Russie, la St Petersburg Capella Boys Music School, Vasily Petrenko a ensuite étudié au Conservatoire de Saint-Pétersbourg et a participé à des masterclasses avec des personnalités telles que Ilya Musin, Mariss Jansons et Yuri Temirkanov.

En 2021, Petrenko prendra le poste de directeur musical du Royal Philharmonic Orchestra. Actuellement, il cumule le poste de chef d'orchestre principal de l'Orchestre Philharmonique d'Oslo, de l'Orchestre Philharmonique Royal de Liverpool, de l'Orchestre des Jeunes de l'Union européenne et est en outre chef d'orchestre invité principal de l'Orchestre Symphonique Académique d'État de Russie.

Vasily Petrenko a travaillé avec de nombreux orchestres parmi les plus prestigieux du monde, notamment l'Orchestre Philharmonique de Berlin, l'Orchestre Symphonique de Londres, l'Orchestre Philharmonique de Londres, l’Orchestre du Gewandhaus de Leipzig, l'Orchestre National de Russie, l'Orchestre Philharmonique de Radio France, l'Orchestre Philharmonique Tchèque, l'Orchestre Symphonique de la NHK de Tokyo et l'Orchestre Symphonique de Sydney. En outre, il s'est produit dans de nombreux festivals à travers le monde et au Metropolitan Opera de New York, au Glyndebourne Festival Opera, à l'Opéra de Paris, au Théâtre Mikhailovsky, à l'Opéra de Zürich et au Bayerische Staatsoper.