Родился в 1912 году. В рядах Красной Армии с 1933 года, призван Ростовским ГВК. После окончания военной авиационной школы, в звании лейтенанта служил младшим лётчиком 34-й истребительной авиационной эскадрильи (56-я истребительная авиационная бригада Киевского военного округа).

С 13 июня 1937 года по 28 января 1938 года участвовал в гражданской войне в Испании. Был командиром звена истребителей И-16. Совершил около 130 боевых вылетов (имел 170 часов боевого налёта), в воздушных боях сбил 1 самолёт противника лично и 3 в составе звена. Затем продолжал служить в Киевском военном округе, в звании капитана был командиром эскадрильи 28-го ИАП. Участник похода войск Красной Армии в Западную Украину и Западную Белоруссию. В 1940 году получил звание майора.

С июля 1941 года на фронтах Великой Отечественной войны в должности инспектора по технике пилотирования ВВС 9-й армии, выполнил около 40 боевых вылетов на штурмовике Ил-2. С августа 1941 года по 15 июня 1942 года подполковник А. В. Серенко командовал 4-м ИАП, летал на МиГ-3 и британском "Харрикейне", провёл 16 воздушных боёв. С 3 июля 1942 года - командир 480-го ИАП, где летал на И-16 и ЛаГГ-3. С октября 1942 года командовал 234-м ИАП (105-я ИАД ПВО), где летел на ЛаГГ-3, Як-1 и американском "Киттихауке". С 31 марта по 30 мая 1944 года командовал 591-м ИАП, вооружённым истребителями Ла-5. С июня 1944 года командовал эскадрильей в 162-м ИАП (309-я ИАД), где летал на Як-9. Войну закончил в должности инспектора-лётчика по технике пилотирования 309-й ИАД.

За период Великой Отечественной войны подполковник А. В. Серенко выполнил около 200 боевых вылетов, провёл около 35 воздушных боёв, в которых сбил 5 самолётов противника лично и 1 в паре, уничтожил 1 аэростат наблюдения.

Награждён орденами: Ленина (02.03.1938), Красного Знамени (28.10.1937, 13.08.1944), Александра Невского (31.05.1945), Отечественной войны 2-й степени (05.07.1943); медалями.

Д а т а	Противник	Место падения самолёта или проведения воздушного боя	Свой самолёт
02.09.1941	1  Ме-109	северо-восточнее Херсон	И-16
08.07.1943	1  аэростат	район Ростова	Як-1
03.10.1943	1  Ю-88  (в паре)	восточнее Старо-Петровский	"Киттихаук"
15.07.1944	1  ФВ-190	Коженовичи	Як-9
	1  Ю-87	Лейки
20.07.1944	1  ФВ-190	Новый Двур
26.07.1944	1  ФВ-190	северо-восточнее Белосток
Всего сбитых самолётов - 5 + 1  (ещё 1 аэростат);  боевых вылетов - около 200;  воздушных боёв - около 35.