Игорь Петренко родился 23 августа 1977 года в городе Потсдам (ГДР) в семье военнослужащего. Когда Игорю исполнилось три года, его семья переехала в Москву.
Еще будучи несовершеннолетним, в 1992 году был замешан в убийстве, вскоре после чего арестован. Около года Игорь Петренко провел в следственном изоляторе «Матросская тишина», а потом отпущен на свободу до суда. В 1997 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 им. М. С. Щепкина и был принят в труппу Малого театра. Через некоторое время, из-за постоянных съёмок из Малого театра пришлось уйти.