En effet, les Jackets auraient accordé un contrat d'une saison d'une valeur de 1,2 million à l'attaquant de 25 ans. Grigorenko fut repêché par les Sabres de Buffalo au 12e rang au total de l'encan 2012. À la suite de son repêchage, il a eu de la difficulté à s'établir dans la LNH. Il a joué trois saisons avec les Sabres de Buffalo, faisant la navette entre la Ligue américaine et la Ligue nationale. Après trois saisons, en 2015, il fut impliqué dans une transaction entre les Sabres et l'Avalanche du Colorado, envoyant entre autres Ryan O'Reilly à Buffalo, en retour de Grigorenko, J.T. Compher, Nikita Zadorov ainsi qu'un choix de deuxième ronde.
À la suite de cette transaction, le Russe a participé à deux saisons complètes avec l'Avalanche, amassant 27 et 23 points en 74 et 75 parties. En 2017, il a décidé de retourner en Russie, dans la KHL. Sa première saison dans sa nouvelle ligue n'était pas à tout casser, amassant 23 points en 45 parties. Cependant, lors des deux dernières campagnes, il a été tout simplement dominant, produisant à un rythme de presqu'un point par match, soit des saisons de 52 et 41 points en 55 et 47 parties. De plus, Il a joué un rôle central dans la conquête de la Coupe Gagarin pour son équipe (le CSKA) en 2019. Grigorenko a terminé au premier rang de la ligue pour les buts, soit 13 et les points (21) lors des séries éliminatoires.
Il sera intéressant de voir comment l'ancien choix de première ronde, qualifié souvent de « flop » par plusieurs analystes, se débrouillera à son retour dans la meilleure ligue de hockey au monde.