Стефан Андрусенко родился 10 марта 1958 в Москве в семье известного хорового дирижера и педагога Анания Андрусенко, преподавателя ГМПИ имени Гнесиных и Московской консерватории (с 1992 профессор) и певицы Эльзы Браслис, солистки МАМТа имени Станиславского и Немировича-Данченко. Дед был протоиереем и духовным композитором, регентом в нескольких храмах Москвы (в том числе в храме Воскресения Словущего в Успенском Вражке). В 1982 Стефан Андрусенко окончил Московскую консерваторию как музыковед (класс проф. В.В. Протопопова), в 1987 как композитор (класс В.Г. Агафонникова). В 1982—1983 проходил срочную службу в 1-м Отдельном показательном оркестре Министерства обороны СССР.

С 1983 по 2000 Андрусенко был дирижером, а затем музыкальным руководителем Центрального детского театра (с 1992 — Российского академического молодежного театра). Участвовал в создании более 50 спектаклей театра. В 1997 в РАМТе была поставлена его драматическая опера «Победа над солнцем» по пьесе Алексея Крученых (режиссер Александр Пономарев): спектакль удостоен премии «Золотая маска» в номинации «Новация» за лучшую режиссуру.

Андрусенко — автор музыки более чем к 100 театральным постановкам (РАМТ, Театр имени Маяковского, Театр имени Пушкина, Театр на Покровке, Центр имени Мейерхольда, театры Кирова, Самары, Владимира, театр «Ха Дивадло» в Брно, Чехия), теле-и радиоспектаклям. Спектакли с музыкой С. Андрусенко были представлены на Чеховском театральном фестивале, на международных театральных фестивалях в Хорватии, Франции.

Сотрудничал с режиссерами А. Гончаровым, А. Бородиным, С. Арцыбашевым, Ю. Ереминым, А. Пономаревым, В. Богатыревым, на телеканале «Россия – Культура» — с С. Юрским. Как актер участвовал в радиоспектаклях «Горе от ума» и «Юрий Милославский, или Русские в 1612 году».

Автор пяти опер, симфонии для большого оркестра, Концерта для альта с оркестром, пяти струнных квартетов, сонаты для скрипки с фортепиано, вокальных циклов, хоровых, фортепианных сочинений. Многие его сочинения связаны с творчеством поэтов-футуристов (В. Хлебникова, А. Крученых) и обэриутов (Д. Хармса, А. Введенского, Н. Олейникова). Был востребован как талантливый аранжировщик музыки классиков и современников для театра и кино.

Отпевание С.А. Андрусенко прошло 15 июля в Храме святых мучениц Веры, Надежды, Любови и матери их Софии на территории Миусского кладбища. Похоронен музыкант на Миусском кладбище г. Москвы.