Kowalenko jest znany przede wszystkim z gry w ekipie z Jarosławia. Później występował przez wiele lat na Ukrainie. W sezonie 2014/2015 wrócił do Polski i grał w zespole ze Szczecina. Następnie podpisywał kontrakty z klubami z Wrocławia i Dąbrowy Górniczej. Od 2017 roku posiada polskie obywatelstwo.
Ostatnie rozgrywki Energa Basket Ligi spędził w ekipie Arged BMSlam Stal Ostrów Wielkopolski - z tą drużyną wywalczył Suzuki Puchar Polski. W 31 rozegranych spotkaniach zdobywał średnio 4,8 punktu i 2 zbiórki.
- Głównym czynnikiem, który przekonał mnie do podpisania umowy z Treflem, była rozmowa z trenerem Marcinem Stefańskim. W ostatnim sezonie więcej czasu przebywałem na ławce niż na boisku. To nie dla mnie. Potrzebuję gry, chcę być przydatny drużynie i zdobywać ważne punkty. Tego właśnie oczekuje ode mnie trener Stefański. Wierzę, iż wspólnie z Treflem sprawimy, że kolejny sezon będzie dla nas zdecydowanie lepszy od ostatniego. Nie mogę się doczekać pierwszego spotkania w Ergo Arenie, gdyż grając tu wcześniej zarówno hala, jak i sama atmosfera na trybunach, zrobiły na mnie bardzo duże wrażenie - mówi na oficjalnej stronie drużyny Witalij Kowalenko.