Петренко получил высшую награду Родины в самый разгар жестоких сражений на Днепре. 15 октября дивизия штурмом овладела превращённым в опорный пункт немецкой обороны селом Ровы, а с 19 по 24 октября ей пришлось драться в условиях полного окружения. Однако затем положение было восстановлено. С 3 ноября дивизия участвовала в Киевской наступательной операции, 17 ноября отличилась при освобождении города Коростень. Затем участвовал в Киевской оборонительной операции (где дивизии опять пришлось около 10 суток драться в окружении), а затем успешно действовал в Житомирско-Бердичевской, Ровно-Луцкой, Проскуровско-Черновицкой наступательных операциях. За время командования им дивизия получила почётные наименования «Глуховская» и «Киевская», награждена орденом Красного Знамени (18.11.1943).