В Красной Армии с 1937г.

Вероятно, окончил ШМАС (школа младших авиаспециалистов).

Служил в авиационной части, базировавшейся в Монголии. Летом 1939г. участвовал в разгроме частей японской Квантунской армии у р.Халхин-Гол.

Во второй половине 1943г. в составе группу добровольцев был направлен в Военное авиационное училище разведчиков ВВС Красной Армии (ВАУР), г.Давлеканово (Башкирия). 

Училище готовило экипажи для самолетов-разведчиков, офицеров фотослужбы, механиков по фотооборудованию, фотолаборантов и фотограмметристов-дешифровальщиков.

Прохор Тихонович, как опытный стрелок-радист участвовал в перегоне самолетов Пе-2 с авиазавода в Казани на аэродром училища.

Женился в период обучения.

В конце 1943г. экипаж самолета Пе-2: летчик сержант Мухаметдинов Ризатдин, летнаб (летчик-наблюдатель) младший лейтенант Грицай Павел Степанович, воздушный стрелок-радист старшина Афанасенко Прохор Тихонович- окончил обучение. 

24 января экипаж был направлен в состав 47 гвардейского авиационного полка дальних разведчиков. 

30 марта 1944г. экипаж: летчик лейтенант Мухаметдинов Ризатдин, летнаб гвардии младший лейтенант Шатский Сергей Гаврилович, воздушный стрелок-радист старшина Афанасенко Прохор Тихонович- вылетел с аэродрома Смоленск в сектор разведки: Опочка, Гульбене, Цесис, Минск, Орша на глубину до рубежа Валк, Вильно, Минск. Экипаж имел задание фотографированием и визуальным наблюдением установить загруженность железнодорожных узлов и станций подвижным составом, направление и интенсивность движения войск противника по железным, шоссейным и грунтовым дорогам на участках: Идрица- Резекне- Крустпилс, Даугавпилс- Вильно- Крустпилс- Полоцк, а также базирование авиации противника на аэродромах Полоцк, Идрица, Даугавпилс, Вильно.

С задания экипаж не вернулся.

Место падения самолета- болото у д.Житниково Пустошкинского р-на Псковской обл.- было обнаружено после войны. Поисковый отряд «Рубеж» под руководством Михаила Николаевича Романова проводил работы на месте падения самолета с сентября 1994 г. по август 1995 г. 

Весной 1995г. подняты останки, предметы амуниции, погоны старшины и младшего лейтенанта, наушник с надписью "Афанасенко". По нему и номерам двигателей были установлены имена членов экипажа.

Захоронение останков экипажа было произведено 07 мая 1998г. на братском кладбище в г.Пустошка.