Н.Б. Карпенко родился 13 июля 1949 года в селе Пешково Азовского района Ростовской области.
Образование высшее, в 1977 году окончил Новочеркасский ордена Трудового Красного знамени политехнический институт имени Серго Орджоникидзе по специальности промышленное и гражданской строительство, инженер – строитель; в 1995 году — Российскую академию государственной службы при Президенте Российской Федерации по специальности менеджмент, менеджер – экономист.
Кандидат экономических наук, доцент. Является автором более 15 научных работ и публикаций. Награжден орденом Почета, орденом Дружбы народов, лауреат Всероссийской премии имени Петра Великого.
Трудовую деятельность начал в 1968 году электромехаником узла связи в городе Ростове-на-Дону.
С 1977 года трудовая деятельность Карпенко Николая Борисовича связана с Магаданской областью. Прошел путь от мастера-бригадира строительного управления до руководящих должностей строительных организаций города Магадана.
С 1985года по 1990 год работал в партийных органах. С июня 1990 года по апрель 1993 года – первый заместитель председателя Магаданского горисполкома, первый заместитель главы администрации г. Магадана.
С 1993 года по 1997 год — глава администрации г. Магадана. В мае 1997 года избран мэром города Магадана, в 2001 году избран мэром города Магадана на второй срок.
С июля 2004 года по ноябрь 2004 года – начальник Контрольного департамента аппарата полномочного представителя Президента Российской Федерации в Южном федеральном округе, с ноября 2004 года по июнь 2005 года – начальник отдела развития Северных территорий Министерства регионального развития Российской Федерации.
В 2005 году назначен первым заместителем губернатора Магаданской области, отвечает за выработку направлений и приоритетов в сферах производственной, научно – технической, инновационной, внешнеэкономической деятельности, предпринимательства и малого бизнеса, развития конкуренции и антимонопольной политики, недропользования, лесного, сельского и охотничьего хозяйства, трудовых отношений и занятости населения, государственного регулирования экономики, включая тарифы на тепловую и электрическую энергию.
6 мая 2005 года за многолетний , добросовестный труд, большой вклад в развитие и укрепление города Магадана и Магаданской области звание «Почетный гражданин города Магадана» присвоено Н.Б. Карпенко.