Он родился в 1774 г. в семье крепостного крестьянина Выйского завода. Сведений о жизни и деятельности Ефима Черепанова в ранние годы практически не сохранилось. В архивных документах Ефим Черепанов фигурирует лишь в 1800 г., когда он поступил а работу в Выйский завод. В 1806 г. Ефим Черепанов становится учеником плотинного мастера, а через год – сам становится плотинным мастером.
Обязанностями Ефима Черепанова была постройка плотин, разработка заводских механизмов и наблюдение за их работой. в 1811 г заводская контора характеризовала Ефима Черепанова как хорошего и способного мастера. Годом позже, в 1812 г. Черепанов «устроил катальные машины в казенном Нижнетуринском заводе».
К концу 1814 г. Черепановым была построена на Меднорудянском руднике цельнометаллическая водоподъемная машина. В 1820 г. Черепановым была построена опытная паровая машина, которая приводила в действие токарные станки механического заведения. Черепанов рассматривал свое изобретение как универсальный двигатель, способный работать с различными механизмами и, в то же время, решить проблему, связанную с откачкой воды из шахт. Эта опытная паровая машина была замечена Демидовым, который сразу понял, что перед ним механик недюжинного ума и способностей. И 1821 г. Демидов отправляет Черепанова в Англию для того, чтобы от изучил водоотливные паровые машины известного тогда изобретатель Т. Ньюкомена.
После возвращения на Урал в 1821 – 1824 гг. Черепанов строит по собственному проекту паровую машину мощностью 4 л.с. ,которая успешно работала на мукомольной мельнице, «в механическом заведении» и на платиновом прииске. Вот как эту машине описывала Нижне-Тагильская контора в 1825 г. «Паровая машина действует довольно успешно и вв каждые сутки в обоих поставах можно перемолоть не менее 90 пудов ржи». Одновременно с этой машиной Черепанов построил в 1824 г. углеобжигательную печь
Постройка этой паровой машины стала очень важным событием для Нижне-Тагильских заводов. В честь ее создателя, Е. А. Черепанова была отлита из серебра ваза, украшенная турмалинами. На вазе была следующая надпись: «Ефиму Алексеевичу Черепанову. Устроение первой паровой машины на рудниках и заводах Нижне-Тагильских 1824 года».
В 1825 г. Ефим Черепанов вместе со своим сыном Мироном едет в Швецию для того, чтобы изучить водоподъемные машины. И в 1825-1827 гг. под руководством Черепанова была сооружена и запущена паровая машина силой 30-36 л. с. для откачки воды из Анатольевской шахты медного рудника. В феврале 1828 г. эта машина была соединена с подземным насосом, и стала активно эксплуатироваться. В апреле 1828 г. им же была создана оригинальная золотопромывальная машина, а в 1829-1831 гг. Черепановым было завершено создание водоподъемной паровой машины для Владимирской шахты Меднорудянского месторождения, в создании которой принимал участие и Аммос Черепанов. Не случайно эта машина стала называться «Владимирской». За создание паровых машин Ефим Черепанов был награжден медалью и в 1833 г. получил «вольную».
В 1830-1832 гг. Ефимом Черепановым была построена 30-ти сильная паровая машина для Саркадинского медного рудника Кыштымских заводов.
В августе 1834 г. отец и сын Черепановы, Ефим и Мирон, закончили постройку первого в России паровоза- «парохода» и чугунной железной дороги длиной 857 метров. Вот как это изобретение описывается в «Горном журнале»: «При необычайной сметливости Черепановых и при данных им способах, они однако же скоро достигли цели своей; сухопутный пароход, ими устроенный, ходит ныне в обе стороны по нарочно приготовленным на длине 400 сажен чугунным колесопроводам. Пароход их неоднократно был в действии и показал на деле, что может возить более 200 пуд тяжести, со скоростью от 12 до 15 верст в час. Самый пароход состоит из цилиндрического котла длиною 5 1/2 Футов, диаметром 5-х Футов, и из двух паровых лежачих цилиндров длиною 9 дюймов, в диаметре 7 дюймов. <…> Запас горючего материала, состоящего из древесного угля и потребной на действие воды, следует за пароходом в особом фургоне, за которым далее прикреплена приличная повозка для всякой поклажи или для пассажиров в числе 40 человек».
В марте 1835 г. Черепановы закончили свой второй паровоз. Ими же в 1838 г. был построены многие другие паровые машины для уральских заводов. Одна из них приводила в действие воздуходувки Выйского завода.
В настоящее время в Нижнем Тагиле на Театральной площади стоит памятник отцу и сыну Черепановым. В том же городе имеется и музей Черепановых. Имя знаменитого изобретателя увековечено и в Екатеринбурге. В уральской столице есть улица Черепанова.
