Воспитанник минской хоккейной школы «Юность».
Участник трёх Олимпиад: в Нагано, Солт-Лейк-Сити и Ванкувере; чемпионатов мира 1994 в группе С, 1997 в группе B, 1998, 1999, 2001, 2002 в первом дивизионе, 2004 в первом дивизионе, 2006, 2007, 2008 и 2009 годов в составе сборной Беларуси.
За национальную сборную Беларуси выступает с 1993 года. По состоянию на 10 февраля 2010 года провел 145 матчей, набрал 101 (51+50) бомбардирский балл, получил 105 минут штрафа.
На церемонии открытия XXI зимних Олимпийских игр в Ванкувере Олег Антоненко являлся знаменосцем сборной Беларуси.