Дмитрий Карпенко родился 8 августа 1967 года в городе Запорожье, Украина. Первое высшее образование получил в Российском экономическом университете имени Георгия Плеханова, по специальности «экономист». Позднее окончил Северо-Кавказскую академию государственной службы по программе «Государственное управление». Впоследствии получил квалификационный разряд «Государственный советник Краснодарского края I класса».
С 1990 по 1992 год молодой человек занимал пост заместителя начальника охраны Военизированной охраны Краснодарского Хлопчатобумажного комбината. Затем принят на должность главного специалиста Контрольно-Аналитического управления, затем заместителя начальника управления по координации деятельности административных органов Краснодарского края в Администрации Краснодарского края.
Карпенко с 1995 по 1996 год являлся начальником управления внутреннего контроля за деятельностью Акционерного банка «Кубаньбанк». Далее, назначен заместителем управляющего филиала «Краснодарский» в ОАО «Инкомбанк».
С 1997 года на протяжении семи лет Карпенко работал в должности Главного государственного инспектора, начальника государственной жилищной инспекции по Краснодарскому краю, заместителя Председателя ЖКХ Краснодарского края, заместителя Генерального директора БТИ Краснодарского края в Администрации края.
Дмитрий Григорьевич в 2004 году назначен заместителем Генерального директора Корпорации АК «Электросевкавмонтаж». Затем до 2008 года руководил проектом компании ЗАО «Темпл Инк.» в городе Краснодар. Параллельно занял должность исполнительного директора ООО «Южная строительная коммуникационная компания». В 2011 году в течении трех лет являлся исполнительным директором холдинга «Вест».
С 2015 по 2018 год Дмитрий Григорьевич Карпенко являлся Первым заместителем Главы Муниципального образования города Горячий Ключ.
Женат. Воспитал двоих детей.