Родился 23 января 1914 года в селе Новотроицкое ныне Петропавловского района Воронежской области в семье крестьянина. Украинец. Образование начальное. Работал в колхозе.
В Военно-Морском Флоте с 1937 года. Служил на Черноморском флоте.
Участник Великой Отечественной войны с июня 1941 года. Участвовал в обороне Одессы и Севастополя, а также в боях на «Малой Земле» под Новороссийском. В боях был дважды ранен и награждён двумя медалями.
В апреле 1943 года краснофлотец Авраменко был зачислен в формируемый 384-й батальон морской пехоты Черноморского флота на должность пулемётчика. Осенью 1943 года участвовал в десантных операциях по освобождению городов Таганрога, Мариуполя и Осипенко (ныне Бердянск). За отличное выполнение боевых заданий командования в боях за освобождение города Мариуполя в октябре 1943 года он был награждён медалью «За отвагу».
Во второй половине марта 1944 года войска 28-й армии начали бои по освобождению города Николаева. Чтобы облегчить фронтальный удар наступающих, было решено высадить в порт Николаев десант. Из состава 384-го отдельного батальона морской пехоты выделили группу десантников под командованием старшего лейтенанта Константина Ольшанского. В неё вошли 55 моряков, 2 связиста из штаба армии и 10 сапёров. Проводником пошёл местный рыбак Андреев. Одним из десантников был краснофлотец Авраменко.
Двое суток отряд вёл кровопролитные бои, отбил 18 ожесточённых атак противника, уничтожив при этом до 700 солдат и офицеров врага. Во время последней атаки фашисты применили танки-огнемёты и отравляющие вещества. Но ничто не смогло сломить сопротивление десантников, принудить их сложить оружие. Они с честью выполнили боевую задачу.
28 марта 1944 года советские войска освободили Николаев. Когда наступающие ворвались в порт, им предстала картина происшедшего здесь побоища: разрушенные снарядами обгорелые здания, более 700 трупов фашистских солдат и офицеров валялись кругом, смрадно чадило пожарище. Из развалин конторы порта вышло 6 уцелевших, едва державшихся на ногах десантников, ещё 2-х отправили в госпиталь. В развалинах конторы нашли ещё четверых живых десантников, которые не могли подняться: они умирали. Геройски пали все офицеры, все старшины, сержанты и многие краснофлотцы. Геройски погиб и краснофлотец М.И. Авраменко.
Похоронен в братской могиле в городе Николаев в сквере 68-ми десантников.