После вуза Игорь Герасименко получивший должность командира разведывательного взвода 95-й отдельной аэромобильной бригады в Житомире.

В связи с оккупационными действиями России против Украины с марта 2014 защищал территориальную целостность государства, выполняя задания на юге страны. 

С апреля 2014 года переместился в Доброполье Донецкой области, где командовал третьей ротой 13-го отдельного аэромобильного батальона, а затем взял под командование 1-й батальон 95-й бригады.

Уже в мае 2014-го подразделение под руководством Герасименко обезвредило российскую боевую и автомобильную технику и без особых потерь взяло под контроль стратегически важный пункт — гору Карачун возле Славянска, откуда могли наступать российские боевики.

В июне того же года, после гибели командира 1-го аэромобильно-десантного батальона — полковник и Герой Украины Тараса Сенюка, принял командование батальоном, вместе с которым участвовал в задании по освобождению Славянска. Во время одной из военных операций получил ранения, но остался на службе.

После этого было еще несколько сложных боев и важных задач, во время которых военные под командованием Игоря Герасименко обезвредили ряд огневых позиций вражеских боевиков, взяли под контроль важные пункты вблизи Степановки и Петровска в Шахтерском районе Донецкой области, а также курган Саур-могила, благодаря чему в дальнейшем удалось создать так называемый «Мариновский коридор», которым вышли основные силы с Изварино.

Во время боев получил еще два ранения (в голову и в плечо), но остался на службе. После этого в качестве командира батальона участвовал во многих военных операциях.

13 февраля 2015 года майор Игорь Герасименко получил орден «Золотая звезда» и был награжден званием Героя Украины. Орден вручал Президент Украины Петр Порошенко лично.

Впоследствии ему поручили командование воинской частью А1493, 5-й тактической группой 81-й отдельной аэромобильной бригады в Кременчуге и Николаевке Донецкой области.

«Я борюсь за украинский народ, за каждого человека, который верит в нашу победу, за свою семью, за тех детей, которые посылают нам на фронт рисунки с посланиями возвращаться живыми, а также я борюсь за честь всех погибших в этой войне», — уверенно заявляет майор Герасименко Игорь.

Во время военной службы Герасименко Игорь также учился в Национальном университете обороны Украины имени Ивана Черняховского, который окончил в июне 2017 года.

В настоящее время профессионально развивает такой вид спорта как регби. Вместе с сержантом 1-го батальона основал в Киеве клуб «Киевские соколы». Хотя детская команда заняла последнее место на матче, не опустили руки. Впоследствии новая детская команда во главе с грузинским тренером заняла второе место на Кубке шести наций в Италии, а также вышла в финал в игре за первенство Украины.

Увидев первые результаты, Герасименко поговорил с руководителем физической подготовки и спорта десантно-штурмовой войск в Житомире Андреем Палагиным и убедил его создать на базе ДШВ команду по регби. А в апреле 2019-го в Житомире был проведен первый фестиваль регби.