Родился 25 августа 1914 года в селе Александровка (ныне посёлок Марьинского района Донецкой области Украины). В 1933 году окончил Горно-промышленное училище, в 1936 году - Механико-металлургический техникум. С августа 1936 года в рядах Красной Армии. В декабре 1938 года окончил 11-ю военную авиационную школу пилотов в городе Ворошиловграде, служил в ВВС Ленинградского военного округа.

Участник Советско-Финляндской войны 1939-1940 гг. в должности младшего лётчика 7-го ИАП, сбитых самолётов противника не имел.

С июня 1941 года младший лейтенант И. И. Овчаренко на фронтах Великой Отечественной войны в должности командира звена того же 7-го ИАП (5-я САД, 7-й ИАК, Ленинградский фронт), летал на МиГ-3. В июле 1941 года направлен в 19-й ИАП, где продолжал летать на МиГ-3. 13 августа 1941 года ранен в воздушном бою. С февраля 1942 года - заместитель командира эскадрильи 157-го ИАП (ВВС Калининского фронта), с февраля по октябрь 1943 года - командир эскадрильи. Летал на "Харрикейне", Як-7 и Як-9. В октябре 1943 года капитан И. И. Овчаренко назначен штурманом 347-го ИАП, с апреля 1944 года - заместитель командира этого полка.

С 25 августа 1944 года майор И. И. Овчаренко - командир эскадрильи Авиационной группы Особого назначения (базировалась на аэродроме Бари, Италия), летал на Як-9ДД. По 17 октября 1944 года эскадрилья совершила 150 боевых вылетов на прикрытие транспортных самолётов и разведку, воздушных боёв вести не приходилось. С декабря 1944 года - заместитель командира, он же лётчик-инструктор по технике пилотирования и теории полёта 659-го ИАП (288-я ИАД).

К 9 мая 1945 года майор И. И. Овчаренко совершил более 500 боевых вылетов, в 73 воздушных боях сбил лично 10 и в составе группы ещё 10 самолётов противника. Сражался на Ленинградском, Центральном, Калининском и 1-м Белорусском фронтах.

С июня 1945 года - командир авиационного полка Высшей школы воздушного боя ВВС СА (Московский военный округ). С апреля 1947 года - заместитель начальника центра и старший лётчик-инспектор по переучиванию лётно-технического состава по боевому применению реактивных самолётов. С июля 1948 года - командир авиационного полка ВВС Московского военного округа. С января 1950 года учился на Курсах командиров авиаполков (в Липецке). С декабря 1950 года - командир 107-й ИАД (58-й ИАК, 26-я Воздушная армия, с сентября 1952 года - 22-я Воздушная армия). 3 августа 1953 года присвоено воинское звание "генерал-майор авиации".

С января 1955 года по октябрь 1956 года учился на военно-морском факультете Высшей Военной академии им. К. Е. Ворошилова. С декабря 1956 года - Командующий 12-й Авиационной группы ВВС Северного Флота. С апреля 1959 года - в распоряжении Главнокомандующего ВВС. Умер 21 февраля 1973 года в городе Щелково (Московская область), похоронен на городском кладбище.

Награждён орденами: Красного Знамени (28.05.1942, 09.11.1944, 1947, 1956), Красной Звезды (20.12.1941, 1947, 1953); медалями.