Родился в 1922 году в городе Россошь (ныне административный центр Россошанского района Воронежской области). Окончил среднюю школу. С августа 1940 года в рядах Красной Армии, призван Россошанским РВК. В ноябре 1941 года окончил Борисоглебскую военную авиационную школу пилотов и был направлен во 2-й ЗИАП Московского военного округа (станция Сейма, Горьковской области).

С 20 ноября 1942 года сержант М. З. Казьменко в действующей армии: в должности пилота 239-го ИАП. Летал на Ла-5. Воевать начал на Сталинградском фронте (в составе 235-й ИАД, 2-го САК, 8-й Воздушной армии). В ходе обороны Сталинграда и последующей операции по окружению войск противника действовал непосредственно над городом и в окрестностях. С 3 января 1943 года воевал уже на Южном фронте, действовал в Ростовской области и Ставропольском крае. С 5 марта 1943 года боевой работы не вёл: полк находился в резерве 7-го САК РСВГК (в тыловой полосе Юго-Западного фронта, с 30 апреля 1943 года - Степном военном округе). 25 марта 1943 года присвоено воинское звание "младший лейтенант".

С 1 июня 1943 года воевал на Северо-Кавказском фронте (в составе 3-го ИАК Резерва СВГК, 4-й Воздушной армии) в должности командира звена, вёл бои на Кубани и в районе Новороссийска. С 21 июля 1943 года воевал уже на Воронежском фронта (в составе 10-го ИАК, 2-й Воздушной армии), вёл боевую работу на Курской дуге.

3 августа 1943 года командир звена 239-го истребительного авиационного полка (235-я истребительная авиационная дивизия, 10-й истребительный авиационный корпус, 2-я Воздушная армия, Воронежский фронт) младший лейтенант М. З. Казьменко не вернулся с боевого задания, числится пропавшим без вести. Всего совершил около 50 боевых вылетов, в воздушных боях сбил лично 6 и в составе пары 2 самолёта противника. 19 августа 1943 года посмертно присвоено воинское звание "лейтенант".

Награждён орденом Красной Звезды (08.02.1943).