Д-р Светослав Петрусенко е един от най-изявените изследователи на минералите на Рила, Родопите и Витоша. В продължение на години проучва редица минерали като берил и хризоберил, скаполит, гранат, везувиан, дистен, андалузит, турмалин и много други.

Изучава задълбочено техния генезис в пегматитовия и скарновия минералообразувателен процес и разпространението им в Рило-Родопската област. Светослав Петрусенко е откривател на българското смарагдово находище в Рила.

Автор и съавтор е на близо сто научни и научнопопулярни статии, публикувани в реномирани специализирани издания. Съавтор е заедно с Руслан И. Костов на книгата „Скъпоценните и декоративните минерали на България“.

Данни от негови публикации са включени в чуждестранни списания, справочни издания и учебници по минералогия, като Enciclopedia della Chimica, 1972, Roma; поредицата Extra Lapis, както и в книгата на прочутия американски гемолог Джон Синканкас Emerald and Other Beryl, 1981.

Има принос в създаването и защитата на природните паркове Витоша, Рила и Родопите. По негово предложение през 1985 г. Урдиният циркус в Рила планина е обявен за първата у нас защитена територия с категория на природна забележителност за редки минерали.

Д-р Светослав Петрусенко е национален представител на България в Комисията за музеите на Международната минералогическа асоциация.