Po wyleczeniu został skierowany do wydziału specjalnego 14 Brygady Saperów pod Stalingradem.
W 1942 po ukończeniu trzymiesięcznego kursu doskonalenia kadry kierowniczej przy Wyższej Szkole NKWD został skierowany do służby w I wydziale Drugiego Zarządu NKWD ZSRR, który zajmował się organizowaniem walki z działalnością dywersyjno-wywiadowczą niemieckich służb specjalnych. W 1943 w stopniu kapitana został przeniesiony do III wydziału Głównego Zarządu Kontrwywiadu (Smiersz) Ludowego Komisariatu Obrony ZSRR, specjalizującego się w wywiadzie radiowym oraz dezinformacji przeciwnika.
W 1946 Grigorienko został szefem wydziału w III Zarządzie Głównym Ministerstwa Bezpieczeństwa Państwowego (kontrwywiad wojskowy), gdzie pracował do 1949 roku. Następnie do 1952 zajmował się pracą kontrwywiadowczą w Pierwszym Zarządzie Głównym Ministerstwa Bezpieczeństwa Państwowego. W 1952 w stopniu podpułkownika został zastępcą szefa Wydziału Wschodniego II Zarządu Głównego Ministerstwa Bezpieczeństwa Państwowego, który zajmował się kontrwywiadem w krajach Bliskiego i Środkowego Wschodu, Dalekiego Wschodu oraz Południowo-Wschodniej Azji.