Vadym Kholodenko wurde in Kiew geboren und erhielt ersten Klavierunterricht im Alter von sechs Jahren – bereits mit 13 unternahm er seine erste internationale Tournee. Seine Ausbildung erhielt er am Staatlichen Lysenko-Musiklyzeum in seiner Heimatstadt sowie am Staatlichen Tschaikowsky-Konservatorium in Moskau bei Natalia Gridneva, Borys Fedorov und Vera Gornostaeva. Kholodenko gewann den ersten Preis bei der Sendai International Piano Competition und beim Internationalen Schubert-Wettbewerb, bevor er 2013 mit der Goldmedaille bei der Van Cliburn International Piano Competition ausgezeichnet wurde. Der mittlerweile in Luxemburg lebende Künstler erhält regelmäßig Einladungen von vielen der besten Orchester der Welt und hat mit Dirigent*innen wie Karina Canellakis, Christoph Eschenbach, Iván Fischer, Marie Jacquot, Cristian Măcelaru, Susanna Mälkki, Sir Antonio Pappano, Myung-Whun Chung, Dima Slobodeniouk, Thomas Søndergård und Krzyzstof Urbański zusammengearbeitet. In den vergangenen Spielzeiten war er zudem Artist in Residence beim Fort Worth Symphony Orchestra und beim SWR Symphonieorchester; 2025 debütierte er bei den BBC Proms in London.

In Rezitalen tritt Kholodenko in den bedeutendsten Konzertsälen auf – in London, Paris und Wien ebenso wie in Boston, Chicago und New York –, wobei er für seine »stählerne Technik, die zugleich Momente kristalliner Zartheit hervorbringt« (The Guardian), gefeiert wird. Vadym Kholodenko arbeitet mit Musiker*innen wie Clara Jumi-Kang, Anastasia Kobekina und Vadim Repin zusammen sowie mit dem Belcea und dem Jerusalem Quartet. Eine enge musikalische Partnerschaft verbindet ihn mit der Geigerin Alena Baeva.

Seine Einspielung von Beethovens »Diabelli«-Variationen und Frederic Rzewskis Variationszyklus »The People United Will Never Be Defeated!« (2022) wurde von der Kritik hochgelobt. Norman Lebrecht schrieb in »The Critic«: »Ein Spiel, das keine Kompromisse eingeht: Kholodenko gehört zur Elite der klassischen Pianisten«. Seine Aufnahmen wurden vielfach ausgezeichnet, u. a. mit dem Editor’s Choice Award des BBC Music Magazine und dem Diapason d’or de l’année.