В Красной Армии с октября 1936г.

Окончил военное артиллерийское училище.

Воевал в составе 387 гаубичного артиллерийского полка.

Лейтенант Петренко считался пропавшим без вести в октябре 1941г. в Брянских лесах.

Воевал на Северо-Западном фронте.

В феврале 1943г. на Урале формировался 1304 пушечный артиллерийский полк. Командир полка- подполковник Абрамян Арташес Саакович.

Иван Демьянович назначен командиром 8 батареи.

До 19 мая шла боевая подготовка. 19 мая состоялись боевые стрельбы. Полк показал хорошие результаты и был признан готовым к ведению боевых действий.

21 мая началась передислокация полка. 26 мая эшелоны выгрузились на станции Ильино. Полк продолжил боевую подготовку в Гороховецких лагерях.

С 21 по 24 июля полк передислоцировался на станцию Ломоносово.

28 июля занял огневые позиции на участке Брашевичи- Улоника.

13 августа в 07-00 началось артиллерийское наступление. Полк вел контрбатарейную борьбу, участвовал в отражении контратак пехоты и танков противника.

31 августа 1943г. старший лейтенант Петренко был представлен к ордену Отечественной войны II степени. Приказом от 09 сентября 1943г. награжден медалью «За отвагу».

07 сентября полк совершил марш в район Плющево.

14 сентября в ходе артподготовки полк подавил 8 батарей. В боях до 17 сентября подавил еще 10 батарей, уничтожил 3. Противник отступал в направлении г.Духовщина. 19 сентября город был освобожден.

29 сентября полк погрузился в эшелоны на станции Пречистое. Выгрузился на станции Великие Луки.

06 октября, при участии 2 дивизиона, полк подавил 3 батареи, поддерживая продвижение наших танков в глубину обороны противника.

В период с 06 по 20 октября полк подбил 6 танков, подавил 15 батарей.

18 и 19 октября батарея старшего лейтенанта Петренко отразила 2 контратаки противника.

Приказом от 04 ноября 1943г. Иван Демьянович был награжден орденом Красной Звезды.

Во второй половине октября полк участвовал в прорыве обороны и наступлении на г.Городок. 24 декабря участвовал в освобождении города.

Со второго января занимал оборону на Витебском направлении.

Во второй половине февраля переброшен на новый участок, вел бои местного значения в районе Подберезье- Роч.

С 25 марта по 31 мая полк находился в тылу, вел боевую подготовку.

С конца июня полк участвовал в операции Багратион.

Полк входил в подгруппу контрбатарейной борьбы 22 гвардейского стрелкового корпуса. Участвовал в прорыве обороны противника на участке Сиротино- Ямборг, в освобождении поселка Оболь и г.Полоцк.

В начале августа полк был переброшен на 1 Прибалтийский фронт, где противник, прорвав нашу оборону, наступал в направлении г.Биржай. 

Ко второй половине октября полк занимал огневые позиции в районе г.Мемель (Клайпеда).

В ноябре 1944г.. находясь на передовом наблюдательном пункте, Иван Демьянович корректировал огонь своей батареи. В результате были подавлены две 105-мм батареи противника.

21 декабря в боях за Помпали батарея разбила 2 пулеметные точки  и подавила огонь минометной батареи.

В 1945г. командование полком принял подполковник Красовский Константин Константинович.

Полк участвовал в разгроме Курляндской группировки противника.

24 января капитан Петренко обнаружил две 105-мм батареи, корректировал огонь по их уничтожению.

Был представлен к ордену Отечественной войны II степени, приказом от 28 мая 1945г. награжден вторым орденом Красной Звезды.

Награжден медалью «За победу над Германией в Великой Отечественной войне 1941-1945 гг.».

За долголетнюю и безупречную службу в 1947г. был награжден медалью «За боевые заслуги», в 1951г.- орденом Красной Звезды.

Майор Петренко был уволен в запас 14 декабря 1955г.