Регалии: (по состоянию на август 2021 года) Серебряный призер Олимпийских игр (2020) по баскетболу 3х3; победитель Европейских игр (2019); победитель первенства мира (2019) по баскетболу 3х3; обладатель Кубка России (2020/21) по баскетболу 3х3.
Родился 17 февраля 1998 года в Минеральных Водах, Ставропольский край (Россия).
Илья Карпенков начал выступать за подмосковные «Химки» в 2015 году, затем перешел в «Темп-СУМЗ-УГМК», где выходил на площадку на позиции центрового (рост 204 см).
В составе сборной России стал победителем первенства мира по баскетболу 3х3 для игроков не старше 23 лет, чемпионом Европейских игр-2019 в Минске.
На Олимпиаде в Токио, где баскетбол 3х3 был впервые включен в программу Игр, сборная Олимпийского комитета России стартовала не слишком успешно, в предварительном турнире потерпев четыре поражения в семи матчах.
Однако в четвертьфинале Илья Карпенков с Александром Зуевым, Кириллом Пискловым и Станиславом Шаровым (трое на площадке, один в запасе) в тяжелейшей борьбе одолели сборную Нидерландов (21:19), в полуфинале разгромили Сербию (21:10) и вышли в финал.
В матче с Латвией россияне поначалу уверенно повели в счете, однако сил на концовку не хватило, к тому же в самый неподходящий момент у Карпенкова оторвалась подошва, пришлось приматывать ее скотчем. Соперники совершили несколько успешных дальних бросков и победили – 21:18.