Карпенко А.А. в 1985 году окончил с отличием лечебный факультет Алтайского государственного медицинского института. Затем был зачислен в клиническую ординатуру на кафедру хирургических болезней. В 1987 году поступил в аспирантуру при данной кафедре. По окончании аспирантуры защитил диссертацию на соискание ученой степени кандидата медицинских наук по теме: «Интратромбальная тромболитическая терапия и профилактика ТЭЛА в лечении больных острым тромбозом магистральных вен нижних конечностей». В основу диссертационного исследования были положены два изобретения по проблеме лечения венозных тромбозов и тромбоэмболии легочных артерий.
С 1990 по 1994 годы работал хирургом отделения сосудистой хирургии Алтайской краевой клинической больницы. За время работы проявил себя активным хирургом. Освоил экстренную хирургию сосудов, ряд сложных реконструктивных операций при поражении артерий нижних конечностей. В качестве хирурга санитарной авиации краевой больницы многократно выезжал в сельские районы Алтайского края с целью оказания экстренной помощи больным с заболеваниями сосудов.
С 1994 года ассистент кафедры госпитальной хирургии Алтайского государственного медицинского университета. При работе на кафедре произошло становление Карпенко А.А. как преподавателя и ученого. В этот период он проводил занятия по различным разделам хирургии со студентами 5 и 6 курса лечебного факультета. Результатом дальнейших научных изысканий стала защита в 1999 году диссертации на соискание ученой степени доктора медицинских наук по теме: «Эндоваскулярная профилактика тромбоэмболии легочных артерий». В основу докторской диссертации легло изучение эффективности постоянной и временной эндоваскулярной профилактики тромбоэмболии легочных артерий разработанным совместно с соавторами кава-фильтром «волан».
С 2000 по 2007 год Карпенко А.А. профессор кафедры госпитальной хирургии Алтайского государственного медицинского университета.
Карпенко А.А. в 2000 году организовал отделение рентгенохирургических методов диагностики и лечения в Алтайской краевой клинической больнице. Впервые в Алтайском крае в нем были выполнены эндоваскулярные вмешательства при аневризмах головного мозга, на брахиоцефальных артериях, на сосудах малого таза. Рентгенохирургические при злокачественных опухолях печени, портальной гипертензии, легочных кровотечениях.
Под руководством Карпенко А.А. защищены 8 диссертаций на соискание ученой степени кандидата медицинских наук и одна диссертация на соискание ученой степени доктора медицинских наук. В 2005 году присвоено ученое звание профессора по кафедре госпитальной хирургии.
Имеет 198 научных печатных работ, 10 патентов на изобретения. Неоднократно выступал с докладами на Российских и международных научных конференциях и конгрессах. Является членом редколлегий рецензируемых журналов, в которых рекомендована публикация основных результатов диссертационных исследований на соискание ученой степени доктора и кандидата наук: «Флебология» и «Патология кровообращения и кардиохирургия».
В 2002 году за большой личный вклад в развитие медицины Алтайского края отмечен почетной грамотой Алтайского краевого Совета народных депутатов. В 2006 году премирован Администрацией Алтайского края за достижения в области науки и техники.
Имеет высшую категорию сердечно-сосудистого хирурга, сертификаты по сердечно-сосудистой хирургии и рентгенохирургии. Владеет всеми видами реконструктивных операций на брюшной аорте, брахиоцефальных артериях, периферических артериях и венах.
С 2007 года работает в институте патологии кровообращения им. Е.Н.Мешалкина в качестве старшего научного сотрудника, ведущего научного сотрудника и с 01.03.2010 года руководителем Центра сосудистой и гибридной хирургии.
За время работы в институте совместно с соавторами опубликованы в печати боле 100 работ, из них 7 в рецензируемых зарубежных журналах,получены 7 патентов на изобретения. Совместно с соавторами опубликована 1 монография и 2 главы в национальных руководствах. Неоднократно выступал с научными докладами на Российских научных конференциях. Был оппонентом при защитах кандидатских и докторских диссертаций.
При непосредственном участии Карпенко А.А. в ННИПК запущены новые оперативные вмешательства на нижней полой вене, при многоэтажном поражении аорты и ее ветвей, на периферических венах и артериях. Гибридные оперативные вмешательства при патологии артерий и вен. Освоены новые технологии при лечении варикозной болезни и тромбоэмболии легочных артерий.