Après ses années en LHJMQ, Grigorenko a rejoint les Sabres de Buffalo lors de la saison 2014-15, amassant seulement trois buts et trois passes en 25 matchs. Insatisfait de ses performances, Buffalo a échangé Grigorenko,
Nikita Zadorov,
J.T. Compher et un choix de deuxième ronde en retour de Jamie McGinn et Ryan O'Reilly. Pas beaucoup plus convaincant, Grigorenko n'aura joué que deux saisons avec l'Avalanche du Colorado avant de prendre le chemin de la Russie, où il a évolué avec le CSKA de Moscou, obtenant 46 buts et 70 mentions d'aide pour un total de 116 points en 147 rencontres lors de ses trois saisons dans la KHL. En carrière dans la LNH, le patineur de 25 ans a récolté 64 points, dont 22 buts, en 217 affrontements.