Nació el 10 de julio de 1991 en Zaporizhia, Ucrania. Comenzó su andadura por la gimnasia rítmica desde muy joven. Entró a formar parte del conjunto ucraniano en el 2008 con el que participó en lo JJ.OO de ese año celebrados en Pekín, consiguiendo el 8º puesto.
En el Campeonato Mundial de 2009 en Ise, Mie, Japón, Maksymenko comenzó a competir como gimnasta individual y quedó en el puesto 16 en la final general. En el Campeonato Mundial de 2010 en Moscú, Rusia, ocupó el quinto lugar en la final general. También fue una de las únicas dos gimnastas en calificar para todas las finales por aparatos (la otra es Aliya Garayeva).
Maksymenko ganó tres medallas de oro y una de plata en la Copa del Mundo de Deriugina 2011. En la Universiada de 2011 celebrada en Shenzhen, ganó la medalla de plata en la final de aro (28.100) y la medalla de bronce en la final de mazas. Maksymenko también ayudó a Ucrania a ganar la medalla de bronce por equipos en el Campeonato Mundial de 2011. Maksymenko se clasificó para los Juegos Olímpicos de Londres 2012.
Comenzó su temporada 2012 compitiendo en LA Lights en Los Ángeles, pero tuvo problemas con sus nuevas rutinas y terminó detrás de su compatriota ucraniana Ganna Rizatdinova en la clasificación general. Luego compitió en la Copa Deriugina de 2012 y se llevó la plata en la clasificación general detrás de la gimnasta rusa Daria Dmitrieva. Maksymenko compitió en los Juegos Olímpicos de Verano de 2012 en Londres. Se clasificó para la final y terminó sexta en la clasificación general.
En LA Lights 2013, ganó la medalla de plata en la clasificación general detrás de su compañera de equipo Ganna Rizatdinova. Luego compitió en el Holon Grand Prix de 2013, donde terminó en el puesto 12 en la clasificación general y ganó el oro en la final de mazas. Terminó quinta en la clasificación general en su primera competición de la Copa del Mundo de la temporada en Lisboa, Portugal. En la Copa Irina Deleanu de 2013, ganó la plata en la clasificación general y el bronce en mazas. Ganó otra medalla de bronce en la final de aro en la Copa del Mundo de Pesaro. Se retiró de la Copa del Mundo de Sofía debido a una lesión agravada. Maksymenko luego compitió en el Campeonato de Europa de 2013 en Viena, Austria y junto con sus compañeras de equipo (Ganna Rizatdinova y Viktoria Mazur) ganó la medalla de plata por equipos. Maksymenko compitió en el Trofeo Internacional «Ciutat de Barcelona» donde ganó la plata en la clasificación general detrás de la gimnasta rusa Alexandra Merkulova. En la Universiada de Verano de 2013 en Kazán, terminó cuarta en la clasificación general detrás de su compañera de equipo Ganna Rizatdinova. Ganó plata en aro (empatada con su compañera Rizatdinova) y bronce en mazas (también empatada con Rizatdinova). Maksymenko compitió en los Juegos Mundiales de 2013 en Cali, donde ganó la medalla de bronce en pelota y mazas. Maksymenko ganó una medalla de bronce en mazas en el Campeonato Mundial de 2013 en Kiev, Ucrania. Maksymenko terminó séptimo en la clasificación general en el Campeonato Mundial de 2013. Maksymenko completó su carrera al final de la temporada 2013 y aceptó la invitación de sus entrenadores en la Escuela Deriugins para trabajar como entrenadora.
