Игорь Петренко родился 23 августа 1977 года в городе Потсдам (ГДР). Когда Игорю исполнилось три года, его семья переехала в Москву.
В 1992 году был замешан в убийстве. В 1997 году суд приговорил Петренко к 8 годам лишения свободы, и счел возможным не приводить приговор в исполнение, а назначить наказание условно с испытательным сроком три года.
В 2000 году окончил Высшее театральное училище (институт) им. М. С. Щепкина и был принят в труппу Малого театра.