Carpenter rozpoczął ściganie od wyścigów typu midget. W 2002 roku przeniósł się do samochodów jednomiejscowych i wystartował w Infiniti Pro Series w której zajął trzecie miejsce na koniec sezonu. Rok później powtórzył ten wynik zwyciężając także w jednym z wyścigów.
W 2006 roku podczas treningów przed pierwszym wyścigiem sezonu na torze Homestead uczestniczył w poważnym wypadku w którym śmierć poniósł Paul Dana (Dana wpadł z dużą prędkością na rozbity chwilę wcześniej bolid Carpentera). Carpenter wyszedł z wypadku jedynie z ogólnymi potłuczeniami, ale z ich powodu opuścił następny wyścig. Mimo to był to jego najlepszy sezon w dotychczasowej karierze. Po raz pierwszy udało mu się ukończyć wyścig w pierwszej piątce (na torze Chicagoland Speedway) a w końcowej klasyfikacji sezonu zajął 14. pozycję. W następnym sezonie nie poprawił tych wyników i w klasyfikacji zajął 15. miejsce.
Sezon 2008 rozpoczął się od połączenia serii IRL i Champ Car, przez co wzrosła liczba startujących i konkurencja na torze. Carpenter ponownie był w klasyfikacji 15. zajmując w wyścigach dwukrotnie piąte miejsce (na torach w Homestead i Indianapolis). W sezonie 2009 po raz pierwszy udało mu się ukończyć wyścig na podium (drugie miejsce na Kentucky Speedway). Dodatkowo bardzo regularnie dojeżdżał do mety (ukończył wszystkie poza jednym wyścigiem) i na koniec sezonu zajął 12. miejsce.
W sezonie 2010 ze względu na brak sponsorów zespół Vision Racing zawiesił działanie[1] przez co Carpenter został bez zatrudnienia. W dalszej części sezonu udało się jednak wystawić dla niego samochód w kilku owalnych wyścigach przygotowany wspólnie przez Vision Racing i Panther Racing. Przyniosło to pierwsze pole position w karierze i kolejne drugie miejsce na torze Kentucky Speedway.
Na sezon 2011 Carpenter podpisał kontrakt z zespołem Sary Fisher na start w dziewięciu wyścigach[2] (wszystkie tory owalne i wybrane drogowe). Tego roku ponownie szczęśliwy był dla niego tor Kentucky, 2 października odniósł na nim swoje pierwsze (a także zespołu Sarah Fisher Racing) zwycięstwo w serii IndyCar.
Sezon 2012 rozpoczął w swoim nowym zespole Ed Carpenter Racing, który założył wspólnie z Tonym George'em[3]. W ostatnim wyścigu sezonu odniósł pierwsze zwycięstwo dla swojego zespołu.