Игорь Петрович Петренко родился 23 августа 1977 года в городе Потсдам, ГДР.
Игорь Петренко - российский актёр театра и кино, лауреат Государственной премии Российской Федерации (2002) и премии ФСБ России (2018).
Член Союза кинематографистов РФ (с 1 апреля 2009 года).
В 2000 году окончил Высшее театральное училище имени М. С. Щепкина и был принят в труппу Малого театра в Москве. В настоящее время занят в трёх спектаклях театра.
В 2001 году дебютировал в фильме «Условный рефлекс» режиссёра Ильдара Исламгулова. Ни роль, ни кинокартина не стали успешными. Следующий актёрский опыт — роль в телесериале «Московские окна» (2001) режиссёра Александра Аравина — принесла первую популярность.
Стал известен после выхода в прокат военной драмы «Звезда» (2002) режиссёра Николая Лебедева. Критикой и зрителями были замечены его работы в художественном фильме «Кармен» (2003), а также в телесериалах «Лучший город Земли» (2003), «Курсанты» (2004) и в фильме «Водитель для Веры» (2004) режиссёра Павла Чухрая.
В 2013 году исполнил роль Шерлока Холмса в российском телесериале по мотивам произведений Конана Дойля. Премьера телесериала «Шерлок Холмс» состоялась 18 ноября 2013 года на телеканале «Россия-1». Игра актёра получила неоднозначную оценку критиков из-за некоторого сходства с образом из фильмов Гая Ричи. В 2016 году состоялась премьера телесериала «Чёрная кошка», снятого по делу одноимённой банды, с Игорем Петренко и Марией Андреевой в главных ролях.
В 2018 году вышел фильм «Решение о ликвидации», сюжет которого основан на спецоперации по уничтожению террориста Шамиля Басаева. Главные роли в картине исполняют Игорь Петренко и Алексей Вертков.
