Никита Павленко родился 1 января 1992 года в городе Волгоград. В юности серьезно занимался боксом. Когда из-за травмы пришлось завязать со спортом, он начал посещать театральную студию в родном городе. После отправился в Москву.

Учился в Школе-студии МХАТ, в 2014 году окончил Московский государственный институт культуры и искусств. Первой ролью в кино для Никиты стал эпизод в сериале 2010 года «Черкизона. Одноразовые люди».

Затем Никита Павленко сыграл Санька Макашина в мини-сериале Владимира и Ольга Басовых «Серьезные отношения» с Таисией Вилковой в главной роли. Российская премьера фильма состоялась в феврале 2014 года на телеканале «Россия 1». В этом же году состоялась премьера еще одного проекта с участием Никиты Павленко - молодежной комедии «#Выпускной».

В марте 2015 года на канале ТНТ прошла премьера самого ожидаемого сериала 2015 года «Закон каменных джунглей». Никита Павленко попал в проект случайно - благодаря своей однокурснице Юлии Хлыниной. Она рассказала ему о пробах. 22-летний актер, хотя и сыграл уже в фильмах «Серьезные отношения» и «Выпускной», но Цыпа в сериале «Закон каменных джунглей» стал первой его главной ролью.

В 2016 году свет увидела комедия от режиссера и сценариста Евгения Шелякина с Данилой Козловским «Пятница», где Павленко снялся в команде с Настасьей Самбурской, Катериной Шпица, Павлом Деревянко, Кириллом Плетневым, Евгенией Брик, Антоном Шагиным, Яном Цапником, Евгением Стычкиным и другими.

В том же году артист появился в спортивной мелодраме Михаила Расходникова «Эластико», повествующей о заядлом футболисте, которому жизнь вместо большого спорта предложила иной путь, а также примкнул к актерскому составу четырехсерийной авантюрной комедии «Пьяная фирма», где задействованы звезды отечественного кинематографа, в том числе Михаил Ефремов, Елизавета Боярская, Иван Макаревич, Анна Михалкова, Марат Башаров, Виктория Исакова, Юрий Колокольников, Ирина Апексимова и другие.

В марте 2017 года поклонники увидели Павленко в роли того же Цыпы в продолжении рейтингового молодежного сериала «про гангстеров во времена хипстеров» на канале ТНТ - «Закон каменных джунглей - 2».

Также Никита и Дарья Руденок, известная по работе над сериалом «Закон каменных джунглей», комедийными фильмами «Елки» и «Любовь-морковь 2», исполнили главные роли в мелодраме «Родное сердце» о расследовании дела о продаже мошенниками квартир детей из детдома.

Кроме того, Никиту пригласили на съемки таких проектов, как криминальная драма Юрия Быкова «Спящие», мелодраматический сериал режиссера Сергея Сенцова «Бедная девочка» и другие.