В 1998 году Алексей Павленко закончил Национальный университет "Киево-Могилянская академия" (бакалавр, специальность "экономика"). В 1999 году получил квалификацию специалиста по финансам в Международном центре приватизации (Международная школа бизнеса). В 2000 году получил степень магистра в области менеджмента внешнеэкономической деятельности в Украинской академии внешней торговли.

В 2001-2002 годах учился в Школе бизнеса Университета Nyenrode, Нидерланды, где получил степень MBA (магистр бизнес-администрирования).

Кандидат экономических наук (2010 г..).

Алексей Павленко работал в банке ABN AMRO, Амстердам, Нидерланды (2001 г.) и в аудиторской компании KPMG Ukraine, Киев (1997-2001 гг).

В период 2002-2003 годов был членом аудиторского комитета и менеджером по реструктуризации и развитию бизнеса группы судостроительных компаний Damen Shipyards Group (Нидерланды), обеспечивая реализацию проектов в Украине, Румынии и Нидерландах.

В 2004-2006 годах работал в группе агрокомпаний "Райз" на должности генерального директора, где занимался, в том числе, и вопросами стратегического планирования, имплементации эффективных систем бюджетирования и финансового контроля.

С 2007 по 2009 год - заместитель генерального директора по вопросам стратегического развития группы компаний "Фокстрот".

С 2009 года является членом попечительного совета Национального университета "Киево-Могилянская академия", членом инициативной и координационной группы инициативы "Первое профессиональное правительство реформ". С 2012 года является членом международной организации YPO (Young Presidents Organisation), а с 2013 года - CEO Club, Украина.

С 2013 года и до назначения на должность Министра аграрной политики и продовольствия был членом наблюдательного совета ООО "Европейские молочные технологии". Осуществлял консультирование холдинга "Агропрогресс" и инвестиционной компании Forum Capital по вопросам инвестиций в агропромышленном комплексе.