Igračku karijeru je počeo u ušćanskom Radniku, zatim je od 1995. igrao u Slogi Kraljevo, a od 1998. u Zemunu, odakle je u sezoni 2000/01. igrao na pozajmicu u pljevaljskom Rudaru. U Crvenu zvezdu prešao je 2002. godine i u sezoni 2003/04. osvojio je duplu krunu. Iz Crvene zvezde je 2004. otišao u glazgovski Rendžers.
Pozajmljen je Real Sosijedadu, gde je odigrao 12 utakmica. Potom se 2005. vratio u Crvenu zvezdu, sa kojom je u sezoni 2005/06. osvojio po drugi put duplu krunu. Godine 2006. otišao je u južnokorejski Inčon junajted, gde je i završio igračku karijeru 2009. godine. Za reprezentaciju Srbije i Crne Gore nastupao je 17 puta i postigao jedan gol i to u prvom nastupu protiv Velsa u kvalifikacijama za Evropsko prvenstvo 2004, u Beogradu 20. avgusta 2003. godine. Mladenovićev gol u 90. minutu bio je jedini gol utakmice koji je doneo pobedu Srbiji i Crnoj Gori.
Po završetku igračke karijere posvećuje se radu sa mlađim selekcijama Crvene zvezde sa kojima je uspešno radio nekoliko godina, da bi 2015. godine postao direktor Omladinske škole fudbalskog kluba Crvena zvezda.