В Красной Армии с мая 1927. В 1928 окончил Военно-теоретическую школу лётчиков в Ленинграде, а в 1929 — 1-ю Качинскую военную авиационную школу лётчиков имени А. Ф. Мясникова. Проходил службу на Дальнем Востоке младшим лётчиком, старшим лётчиком, командиром звена в истребительной авиации.
С апреля 1934старший лейтенант А. Губенко — командир отряда 116-й истребительной авиационной эскадрильи Московского военного округа. Вскоре стал инструктором по технике пилотирования бригады, а летом 1935 назначен ведущим лётчиком по проведению войсковых испытаний истребителя И-16. Постановлением ЦИК СССР от 25.05.1936г. за досрочное выполнение испытаний награждён орденом Ленина. Всего им было освоено 12 типов самолётов.
С 13 марта1938 проходил службу в Китае в составе Нанчанской истребительной группы под командованием подполковника А. С. Благовещенского, где воевал до августа 1938. 26 июня 1938, отражая налёт японской авиации на Ханькоу, вступил в бой с истребителями сопровождения и был сбит. Приземлился на парашюте возле своего аэродрома. В Китае воевал до августа 1938 года. Провёл 50 боевых вылетов, в 8 воздушных боях сбил 7 японских самолётов.
Указом Президиума Верховного Совета СССР от 22 февраля1939 года "за образцовое выполнение специальных заданий правительства по укреплению оборонной мощи Советского Союза и за проявленное геройство" ему было присвоено звание Героя Советского Союза с вручением второго ордена Ленина.
31 марта1939полковник А. Губенко погиб в авиационной катастрофе на аэродроме Смоленск-Северный. Первоначально был похоронен на кладбище «Клинок» у католического костёла (ул. Урицкого). 13 августа 1971 года со всеми воинскими почестями его останки были перезахоронены у крепостной стены в сквере Памяти Героев Смоленска[3].
↑В некоторых источниках (Дата обращения: 6 марта 2010) как место рождения указано село Чичерино Донецкая губерния, что является ошибочным утверждением: село Новоапостоловка было переименован в Чичерино в 1923 и обратно в Новоапостоловка в 2012 году, а Донецкая губерния была образована в 1919 году.
Герои Советского Союза: Краткий биографический словарь / Пред. ред. коллегии И. Н. Шкадов. — М.: Воениздат, 1987. — Т. 1 /Абаев — Любичев/. — 911 с. — 100 000 экз. — ISBN отс., Рег. № в РКП 87-95382.
Абрамов А. С. Двенадцать таранов. — Свердловск: Средне-Ур. кн. изд., 1970.
Абрамов А. С. Мужество в наследство. — Свердловск: Средне-Уральское кн. изд., 1988.
Бортаковский Т. В. Сквер Памяти Героев. — Смоленск: издательство «Маджента», 2005.
В небе Китая. 1937—1940. — 2-е изд. — М.: Наука, 1986.
Военная помощь СССР в освободительной войне китайского народа. — М.: Воениздат, 1975.
Жукова Л. Н. Выбираю таран. — М.: Молодая гвардия, 1985.
Захаров Г. Н. Я — истребитель. — М.: Воениздат, 1985.