Родился 10 ноября 1918 года в деревне Клинок (ныне Червенский район Минской области Республики Беларусь). В 1935 году окончил сельскую школу. Работал на заводе в Минске и одновременно учился в аэроклубе. С 5 ноября 1938 года в рядах Красной Армии, призван Червеньским РВК. В 1940 году окончил Одесскую военную авиационную школу лётчиков. Служил в 87-м ИАП (ВВС Киевского Особого военного округа).

С 22 июня 1941 года лейтенант С. А. Карнач в действующей армии. Воевать начал в должности старшего лётчика 87-го ИАП (16-я САД), летал на И-16. В августе 1941 года направлен командиром звена в 247-й ИАП (5 февраля 1944 года преобразован в 156-й Гвардейский ИАП). Вскоре назначен заместителем командира, а затем и командиром эскадрильи. Летал на ЛаГГ-3, Як-1, Як-7 и Як-9.

К сентябрю 1943 года штурман 247-го истребительного авиационного полка (203-я истребительная авиационная дивизия, 1-й штурмовой авиационный корпус, 5-я Воздушная армия, Степной фронт) капитан С. А. Карнач совершил 270 боевых вылетов, в 70 воздушных боях сбил лично 11 и в составе пары 1 самолёт противника (в наградном листе говорится о 12 личных и 4 групповых победах). Указом Президиума Верховного Совета СССР от 4 февраля 1944 года удостоен звания Героя Советского Союза с вручением ордена Ленина и медали "Золотая Звезда" (№ 1463). С декабря 1944 года командовал 156-м Гвардейским ИАП.

К 9 маю 1945 года командир 156-го Гвардейского истребительного авиационного полка (12-я Гвардейская истребительная авиационная дивизия, 1-й Гвардейский штурмовой авиационный корпус, 2-я Воздушная армия, 1-й Украинский фронт) Гвардии майор С. А. Карнач совершил 346 боевых вылетов, провёл 84 воздушных боя, в которых сбил лично 14 и в составе пары 1 самолёт противника (в последнем наградном листе говорится о 16 личных и 4 групповых победах). Воевал на Южном, Крымском, Степном, 2-м Украинском и 1-м Украинском фронтах. Трижды был ранен.

После окончания войны продолжал служить на различных должностях в ВВС. В 1949 году окончил Высшие офицерские лётно-тактические курсы. До 1952 года командовал 712-м Гвардейским ИАП. В 1958 году окончил Военную академию Генерального штаба. С 23 октября 1973 года генерал-майор авиации С. А. Карнач - в запасе. Жил в Одессе. Умер 2 февраля 1991 года, похоронен на Таировском кладбище. 4 мая 2015 года одному из самолётов МиГ-31 присвоено имя "Степан Карнач".

Награждён орденами: Ленина (04.02.1944), Красного Знамени (21.02.1942, 07.07.1942, 17.08.1944), Суворова 3-й степени (18.05.1945), Отечественной войны 1-й степени (11.08.1943, 11.03.1985), Красной Звезды (30.12.1956, 22.02.1968); медалями, в том числе "За боевые заслуги" (20.06.1949).