Родился 22 декабря 1918 года в городе Шостка (ныне Сумская область Украины). Окончил 10 классов средней школы в Москве. С 23 августа 1936 года в рядах Военно-Морского Флота. В 1939 году окончил Ейское военно-морское авиационное училище лётчиков. С ноября 1939 года - младший лётчик истребительной авиационной эскадрильи в ВВС Черноморского флота.

С июня 1941 года лейтенант Е. В. Петренко на фронтах Великой Отечественной войны в должности командира звена 9-го ИАП ВВС Черноморского флота, летал на И-153 и Як-1. Участник обороны Одессы и Севастополя. С июня 1942 года сражался на Волховском фронте в составе 20-го ИАП (Ударная авиационная группа СВГК, вскоре преобразована в Особую Морскую Авиагруппу СВГК). С июля 1942 года, после расформирования ОМАГ СВГК, сражался в составе ВВС Северного флота, в должности заместителя командира эскадрильи того же 20-го ИАП. В сентябре 1943 года назначен командиром эскадрильи. Летал на Як-1 и "Аэрокобре".

К июлю 1944 года командир эскадрильи 20-го истребительного авиационного полка (14-я смешанная авиационная дивизия, ВВС Северного флота) капитан Е. В. Петренко совершил 261 боевой вылет, провёл 69 воздушных боёв, в которых сбил лично 9 (и ещё 2 предположительно) и в составе группы 2 самолёта противника. Указом Президиума Верховного Совета СССР от 19 августа 1944 года удостоен звания Героя Советского Союза с вручением ордена Ленина и медали "Золотая Звезда" (№ 4337).

Всего совершил 293 боевых вылета, провёл около 80 воздушных боёв, сбил лично 14 и в составе группы 2 самолёта противника (ещё 2 личные победы записаны предположительны). Войну окончил в должности штурмана 20-го ИАП ВВС Северного Флота.

После войны продолжал службу в ВМФ. С июня 1946 года - заместитель командира истребительного авиаполка ВВС Черноморского флота. В 1949 году окончил Военно-Воздушную академию. С июня 1950 года - командир истребительного авиаполка ВВС Черноморского флота. С ноября 1951 года - командир истребительной авиационной дивизии ВВС 5-го ВМФ (Тихий океан). С декабря 1955 года - заместитель начальника штаба по истребительной авиации ПВО Тихоокеанского флота.

Затем переведён на преподавательскую работу. С апреля 1956 года - старший преподаватель кафедры ПВО Военно-Морской академии, с октября 1959 года - преподаватель кафедры тактики и истории военного искусства Ленинградской Военно-Воздушной инженерной академии, с мая 1961 года - старший преподаватель кафедры № 4 Военной инженерной академии. С 4 сентября 1974 года полковник Е. В. Петренко - в запасе. Жил в Ленинграде (ныне Санкт-Петербург). Умер 22 июля 1976 года, похоронен на Большеохтинском кладбище.

Бюст Е. В. Петренко в числе 53-х лётчиков-североморцев, удостоенных званияГероя Советского Союза, установлен на Аллее героев-авиаторов Северного Флота на улице Преображенского в посёлке Сафоново (ЗАТО город Североморск Мурманской области). В городе Шостка на доме, в котором жил Герой, установлена мемориальная доска.

Награждён орденами: Ленина (19.08.1944), Красного Знамени (12.08.1942, 10.12.1942), Ушакова 2-й степени (10.04.1944), Красной Звезды (30.12.1956); медалями, в том числе "За боевые заслуги" (05.11.1946).

Список известных воздушных побед Е. В. Петренко:

Д а т а	Противник	Место падения самолёта или проведения воздушного боя	Свой самолёт
05.08.1941	1  До-215	Прогнойск	Як-1
15.08.1941	1  Ю-87
	1  Ю-88  (в паре)
19.08.1941	1  Ме-109
02.11.1941	1  Хе-111	Альма - Тамань
08.06.1942	1  Ме-109  (в группе)	Мясной Бор
14.06.1942	1  Ме-109
19.07.1942	1  Ю-88	севернее Мурманск
11.09.1942	1  Ме-109	аэродром Луостари
16.07.1943	1  Ме-109	Пумманки
02.09.1943	1  Ме-109  (предположительно)	северо-западнее остров Хейне-Саари
13.10.1943	1  Ме-109	Вардэ - Вайтолахти
03.11.1943	1  ФВ-190  (предположительно)	Кибергнес
27.06.1944	1  Ме-109	Киркенес	"Аэрокобра"
28.06.1944	1  Ме-109	остров Реней
17.08.1944	1  Ме-109	остров Хейне-Саари
26.09.1944	1  ФВ-190	порт Вадсэ
	1  Ме-109
Всего сбитых самолётов - 14 + 2  [ещё 2 + 0 предположительно];  боевых вылетов - 293;  воздушных боёв - около 80.

Из фотоматериалов разных лет:

Из материалов прессы военных лет: