Родился 13 апреля 1920 года в селе Нехайки (ныне Драбовский район Черкасской области Украины). В 1936 году окончил 7 классов школы в родном селе. В 1936-1938 гг. работал в колхозе, с 1938 года - слесарем на вагоностроительном заводе имени газеты "Правда" в городе Днепродзержинске (ныне город Каменское, Днепропетровская область Украины). В 1939 году окончил Днепродзержинский аэроклуб. С 24 мая 1940 года в рядах Красной Армии. В июле 1941 года окончил Качинскую военную авиационную школу пилотов.

С июля 1941 года сержант И. Н. Степаненко в действующей армии. Воевал в составе 4-го ИАП. Был пилотом, командиром звена, заместителем командира и командиром эскадрильи. Сражался в составе Ярославско-Рыбинского района ПВО, на Брянском, Сталинградском, Южном, Северо-Кавказском, Западном, 2-м Прибалтийском и Ленинградском фронтах. Летал на "Харрикейне", Як-7, Як-1 и различных вариантах Як-9.

Пока 4-й ИАП воевал на Южном фронте, командование не пускало молодых лётчиков в бой, обучая их на земле. В середине октября 1941 года полк был выведен в тыл на переучивание и переформирование. В 22-м ЗИАП (город Иваново) лётчики переучились на английские истребители "Харрикейн" и 4 декабря 1941 года приступили к боевой работе в составе ПВО. Своё боевое крещение И. Н. Степаненко принял в январе 1942 года, а 21 июля 1942 года одержал свою первую личную победу, уничтожив Ю-87. В июле 1942 года в воздушном бою он и сам попал под удар Ме-109, был ранен в лицо и шею многочисленными мелкими осколками, совершил вынужденную посадку в степи. После возвращения в полк, 10 дней провёл в госпитале.

В конце августа 1942 года, в первом же воздушном бою на Сталинградском фронте, его Як-7Б вновь был подбит. С заклинившим двигателем он с трудом сел на вынужденную и чудом остался жив в скапотировавшем из-за пробитого колеса самолёте.

В начале сентября 1942 года И. Н. Степаненко включают в спецгруппу для борьбы с немецкими асами - первое в советских ВВС подразделение, решавшее задачи "свободной охоты". Здесь его соратниками были однополчане Алексей Рязанов и Амет-хан Султан. 6 октября 1942 года в районе Абганерово самолёт И. Н. Степаненко был серьёзно повреждён. Раненый лётчик вновь приземлил свой Як-7Б на брюхо в степи.

К 17 августа 1943 года заместитель командира эскадрильи 4-го истребительного авиационного полка (11-я смешанный авиационный корпус, 15-я Воздушная армия, Брянский фронт) старший лейтенант И. Н. Степаненко совершил 232 боевых вылета, в 75 воздушных боях сбил 23 самолёта противника (14 лично и 9 в группе). Указом Президиума Верховного Совета СССР от 13 апреля 1944 года удостоен звания Героя Советского Союза с вручением ордена Ленина и медали "Золотая Звезда" (№ 3617).

Столь же успешно И. Н. Степаненко продолжал воевать и дальше, увеличивая свой боевой счёт.

К 28 января 1945 года командир эскадрильи того же полка (185-я истребительная авиационная дивизия, 14-й истребительный авиационный корпус, 15-я Воздушная армия, 2-й Прибалтийский фронт) майор И. Н. Степаненко совершил 395 боевых вылетоа, в 112 воздушных боях лично сбил 32 и в составе группы 9 самолётов противника. Указом Президиума Верховного Совета СССР от 18 августа 1945 года награждён второй медалью "Золотая Звезда" (№ 74/II).

Всего выполнил 414 боевых вылетов и провёл 118 воздушных боёв (число побед не изменилось). Сам в воздушных боях был 6 раз подбит (производил вынужденные посадки) и дважды ранен. Участвовал в Воронежско-Ворошиловградской операции, Сталинградской битве, Ростовской операции, воздушных боях на Кубани, Орловской и Брянской операциях, боях на Витебско-Полоцком направлении, Старорусско-Новоржевской, Режицко-Двинской и Рижской операциях, в блокаде и ликвидации Курляндской группировки противника. 24 июня 1945 года участвовал в Параде Победы на Красной площади, был ассистентом знаменосца колонны Ленинградского фронта.

После окончания войны продолжал службу в строевых частях ВВС страны. В мае - декабре 1945 года - командир эскадрильи 293-го ИАП (в Ленинградском военном округе), летал на Як-9. В декабре 1945 - феврале 1947 гг. - командир эскадрильи 163-го ИАП (в Ленинградском военном округе), летал на Як-9У и Як-3. В ноябре 1949 года окончил Военную академию имени М. В. Фрунзе. В феврале 1950 - апреле 1951 гг. - командир 83-го Гвардейского ИАП ПВО (в Донбасском районе ПВО; город Ростов-на-Дону). В апреле 1951 - сентябре 1953 гг. - лётчик-инспектор Управления боевой подготовки истребительной авиации ПВО страны. Летал на Ла-11, Як-17 и МиГ-15.

В сентябре 1953 - ноябре 1955 гг. - командир 41-й ИАД ПВО (в Ленинградской армии ПВО), летал на МиГ-15 и МиГ-17. В 1957 году окончил Военную академию Генерального штаба с золотой медалью. В ноябре 1957 - феврале 1961 гг. - командир 16-й Гвардейской ИАД (в Группе советских войск в Германии). Летал на МиГ-15бис, МиГ-17Ф и МиГ-19. В феврале 1961 - феврале 1966 гг. - заместитель командира 71-го ИАК (в Группе советских войск в Германии). Летал на МиГ-19, Як-25 и МиГ-21. В феврале 1966 - мае 1968 гг. - заместитель командующего 30-й Воздушной армией по боевой подготовке (в Прибалтийском военном округе). В мае 1968 - сентябре 1976 гг. - заместитель командующего 14-й Воздушной армией (в Прикарпатском военном окру). С 27 сентября 1976 года генерал-майор авиации И. Н. Степаненко - в запасе. Жил в городе Черкассы (Украина). Написал книгу воспоминаний. Умер 31 мая 2007 года. Похоронен в Черкассах, на Городском кладбище.

Бронзовый бюст И. Н. Степаненко установлен в селе Нехайки (Драбовский район Черкасской области Украины). В городе Черкассы на доме, в котором он жил, установлена мемориальная доска. Бюст также установлен на Аллее Героев в посёлке Драбов.

Награждён орденами: Ленина (13.04.1944), Красного Знамени (23.10.1942, 19.09.1944, 04.06.1955), Александра Невского (19.12.1944), Отечественной войны 1-й степени (15.01.1945, 11.03.1985), Отечественной войны 2-й степени (11.02.1943), Красной Звезды (31.07.1942, 23.07.1943, 11.05.1945, 22.02.1955, 30.12.1956), "За службу Родине в Вооружённых Силах СССР" 3-й степени (30.04.1975), Богдана Хмельницкого 3-й степени (Украина, 07.05.1995), Богдана Хмельницкого 2-й степени (Украина, 14.10.1999); медалями, в том числе "За боевые заслуги" (15.11.1950).