Иван Фёдорович Карпенко родился в 1928 г. В 1957 г. окончил Свердловский государственный педагогический институт по специальности «физика», при том же вузе в 1964 г. окончил аспирантуру по специальности «методика физики».
В НТГПИ Иван Федорович Карпенко работал с 1964 по 1994 гг., изначально в должности старшего преподавателя, затем – исполняющего обязанности заведующего кафедрой физики. В 1965 г. был избран на должность заведующего кафедрой, в 1969–1970 и 1971–1972 гг. исполнял обязанности декана ФМФ. В 1971 г. вновь был избран старшим преподавателем, в 1972 г. – доцентом кафедры физики.
В течение работы в вузе И. Ф. Карпенко проявил себя как высококвалифицированный специалист, хорошо знающий предмет и читающий свои курсы на высоком теоретическом и научно-методическом уровне. За время работы на кафедре физики ему удалось сплотить сотрудников кафедры в работоспособный коллектив, активизировать учебно-методическую и научную работу. Много сил и энергии он отдал вопросам дальнейшего укрепления материальной базы, мобилизации коллектива преподавателей и сотрудников на успешное решение учебно-методических и других задач. В результате систематического контроля за внедрением современных методов организации учебного процесса успеваемость студентов повысилась, сократился их «отсев».
За время работы в вузе И. Ф. Карпенко активно занимался научной работой. Он неоднократно выступал на зональных и республиканских научно-методических конференциях, систематически публиковал свои работы в научных трудах кафедр пединститутов, а также в центральных педагогических изданиях и журналах.
В 1971 г. Иван Федорович успешно защитил диссертацию на соискание учёной степени кандидата педагогических наук. С 1974 по 1985 г. И. Ф. Карпенко трудился в институте на проректорских должностях: вначале был проректором по учебной работе, с 1976 г. – по научной работе. В 1985 г. Иван Федорович вернулся к преподаванию, перешел на должность доцента на кафедру общей физики, где проработал до 1994 г. И. Ф. Карпенко пользовался заслуженным уважением среди преподавателей и студентов.
Выполняя большую работу в институте, И. Ф. Карпенко продолжал заниматься своей научно-исследовательской работой, являлся активным пропагандистом современных достижений в педагогике, постоянно принимал участие в работе курсов по повышению квалификации учителей физико-математической специальности.
И. Ф. Карпенко выполнял большую общественную работу, несколько раз избирался в состав партийного бюро факультета и парткома института. Он длительное время руководил конкурсной комиссией института, являлся членом Совета института. Был депутатом Ленинского райсовета народных депутатов.
Значительные успехи в педагогической деятельности И. Ф. Карпенко отмечены почетным званием «Отличник народного просвещения СССР», медалью «За доблестный труд, в ознаменование 100-летия со дня рождения В. И. Ленина».