1991 doğumlu Trabzonlu bir ailenin oğlu olan Batuhan Karadeniz, İstanbul’da dünyaya geldi. Babası, Beşiktaş’ın eski kalecilerinden Orhan Karadeniz olan futbolcu, santrafor mevkiinde görev alıyor. Futbola içerenköy idman yurdunda başladı ve Beşiktaş takımının seçmelerine katılarak Beşiktaş’ın alt yapısından yetişen futbolcular arasında yer aldı.
Beşiktaş PAF takımında 2007-2008 sezonunda pek çok maçta forma giyen yıldız futbolcu, Konyaspor’un alt yapı takımına attığı 4 golün ardından zaman zaman Türkcell süper lig ve Türkiye kupası maçlarında yer almaya başladı. Sezon başında katıldığı Gaziantep-Beşiktaş maçı sırasında Gaziantepspor’a attığı 3 gol ile Beşiktaş’a galibiyeti tattırırken Batuhan Karadeniz, 16 yaşında olması nedeniyle süper Lig’de gol atan en genç futbolcu oldu.
2008-2009 sezonunda da Beşiktaş A takımında oynamaya devam eden Batuhan Karadeniz, 6. Haftanın ardından Fatih Terim tarafından A milli takımda oynamak üzere çağırıldı. 2009-2010 ve 2010-2011 sezonlarında Mustafa Denizli’nin teknik direktörlüğündeki Beşiktaş takımında yer alması düşünülmeyen Karadeniz, Eskişehirspor’a önce kiralandı daha sonra ise 2 milyon Euro bonservis bedeliyle transfer edildi.