Родился в семье тобольского дворянина обер-офицера Степана Герасимовича Батенькова (ок. 1738 – 1808), мать – урожд. Урванцева. Воспитывался в Тобольском военно-сиротском отделении, а также в народном училище и гимназии. С 1810 (или 1811) года – в Дворянском полку при 2-м кадетском корпусе в Петербурге. Однокашник В.Ф. Раевского. 21 мая 1812 года выпущен прапорщиком в 13-ю артиллерийскую бригаду.

Участник Отечественной войны 1812 года и заграничных походов. 17 декабря 1813 года за отличие произведён в подпоручики. 20 января (1 февраля) 1814 года награждён орденом св. Владимира 4 степени с бантом – за отличие в бою при селении Ларотьер. В сражении при Монмирале 30 января (11 февраля) 1814 г. был ранен (получил 10 штыковых ран) и попал в плен, в котором находился до 10 (22) февраля 1814 г. С сентября 1814 г. служил в 27-й артиллерийской бригаде, с 11 января 1816 г. – в 14 батарейной роте 7-й бригады. 7 мая 1816 г. уволен с военной службы по состоянию здоровья (последствия ранений).

Сдал экзамен в Институте Корпуса инженеров путей сообщения, и с 5 октября 1816 г. назначен инженером 3 класса в Х (Сибирский) округ, 2 февраля 1817 г. утверждён в чине поручика (со старшинством с 17 декабря 1813).

По просьбе генерал-губернатора Сибири Ведомство путей сообщения согласилось выделить Томску человека, который взял бы на себя техническое руководство инженерно-строительными работами, и в марте 1817 года Батеньков приехал в Томск, где их и возглавил. Он руководил работами по благоустройству улиц (строительство гравийных шоссе вместо полусгнивших деревянных мостовых), водоисточников, по укреплению набережной реки Ушайки и возведению деревянного моста через неё (мост прослужил более 100 лет). Помимо служебных обязанностей принимал активное участие в устройстве масонской ложи «Великого Светила».

Городу деятельность Батенькова была только на пользу. В аттестате, выданном губернатором перед отъездом в Тобольск говорилось, что Батеньков «в короткое время… показал на пользу города Томска довольно успеха усердным своим старанием, деятельными всегда занятиями и искусством».

С 1819 года по 1821 год – ближайший помощник М.М. Сперанского по управлению Сибирью. 17 апреля 1819 г. произведён в капитаны, 20 июня 1821 г. – в майоры.

Указом от 28 июля 1821 года назначен в Особый сибирский комитет с переводом в Петербург. 29 января 1823 года назначен чиновником по особым поручениям по части военных поселений, а затем – членом Совета главного над военными поселениями начальника – А.А. Аракчеева. 25 января 1824 года произведён в подполковники. С 10 июля 1824 года – старший член Комитета по отделениям военных кантонистов. Участвовал в разработке устава об управлении инородцев, определявшего правовой статус и внутреннее самоуправление коренных народов Сибири до Февральской революции. Вышел в отставку вследствие разных неприятностей по службе.

Через А. Бестужева и К. Рылеева вошёл в круг Тайного общества, быстро занял видное место, в декабристском правительстве предполагался на роль Председателя. 28-29 декабря 1825 года был арестован. Был приговорён к вечной каторге, смягчённой до 20 лет. С 1827 по 1846 год содержался в одиночной камере Алексеевского равелина Петропавловской крепости.

В 1846 году был выслан в Томск. Проявил себя как архитектор. Наиболее показателен дачный комплекс для виноторговца Степана Егоровича Сосулина: большая дача с террасой, с надворными постройками, с оранжереей; помещения для мыловаренного, свечного, кожевенного заводов; деревянная церковь. Рядом с комплексом возвёл себе дом – «Соломенный дворец». Ни одна из построек не сохранилась.

В Красноярске по проекту Батенькова в 1854–1858 гг. было построено здание Благородного собрания. Проект здания был выполнен по просьбе декабриста В.Л. Давыдова, жившего на поселении в Красноярске.

После всеобщей амнистии (1856 года) выехал в европейскую часть России. Жил в имении Петрищево Белёвского уезда Тульской губернии. Скончался от воспаления лёгких. Похоронен в с. Петрищево.