В метрической книге соборной церкви города Петровска Саратовской губернии 4 января 1894 года была сделана актовая запись №1 о рождении 2 января у запасного военного писаря Василия Захаровича и его жены Александры Степановны Панфиловых сына Ивана.

В 1904 году после тяжёлой болезни умерла мама маленького Вани, затем от болезни слёг и его отец. Чтобы Ивана приняли на работу, он прибавляет себе год: именно так дата его рождения, обозначенная как 1 января 1893 года - по старому стилю, войдёт во все официальные документы.

В 1915 году Иван Панфилов был призван в Русскую императорскую армию. Служил в 168-м запасном батальоне. Участник Первой мировой войны. В марте 1916 года, после окончания учебной команды, в чине унтер-офицера он был направлен в действующую армию на Юго-Западный фронт в 638-й Ольпинский пехотный полк, участвовал в Брусиловском прорыве. Генерал Брусилов отметил военный талант Ивана Панфилова. После Февральской революции 1917 года был избран членом полкового комитета.
В Красную Армию вступил добровольно в октябре 1918 года. Был зачислен в 1-й Саратовский пехотный полк, впоследствии входивший в состав 25-й Чапаевской дивизии. Участвовал в Гражданской войне, в 1918-1921 годах воевал в составе 25-й Чапаевской стрелковой дивизии, командуя взводом и ротой, сражался против соединений чехословацкого корпуса белогвардейцев под командованием генералов Дутова, Колчака, Деникина и белополяков. С сентября 1920 года участвовал в боях против бандитизма на Украине, в 1921 году - командир взвода 183-го пограничного батальона. Член РКП(б)/ВКП(б) с 1920 года.

После окончания Гражданской войны продолжил службу в Красной Армии. В 1921 году был направлен на учебу в Киевскую Высшую объединённую школу командиров РККА имени С. С. Каменева. После окончания школы с октября 1923 года - командир взвода и роты 52-го Ярославского стрелкового полка.

Отправился добровольцем на Туркестанский фронт. С апреля 1924 года - командир стрелковой роты, с октября 1924 года - начальник полковой школы 1-го Туркестанского стрелкового полка на Туркестанском фронте. С августа 1925 года - командир стрелковой роты, с августа 1927 года - начальник полковой школы 4-го Туркестанского стрелкового полка. С апреля 1928 года - командир стрелкового батальона 6-го Туркестанского стрелкового полка Среднеазиатского военного округа. Принимал участие в борьбе с басмачами до 1929 год включительно.

С июня 1931 года - командир и комиссар 8-го отдельного стрелкового батальона местных войск Среднеазиатского военного округа. С декабря 1932 года - командир 9-го Краснознамённого горнострелкового полка в том же округе. С августа 1937 года - начальник квартирмейстерского отдела штаба Среднеазиатского военного округа. С октября 1938 года - военный комиссар Киргизской ССР. Комбриг.

Когда началась Великая Отечественная война (конкретно - с июля по август 1941 года) И.В. Панфилов лично занимался формированием 316-й стрелковой дивизии в Алма-Ате на базе военнообязанных запаса округа. Находился в должности командира 316-й стрелковой дивизии с 12 июля 1941 года. В октябре 1941 года дивизия прибыла в состав действующей армии на Западный фронт и в последующие месяцы героически участвовала в оборонительных боях Московской битвы. Более двух месяцев панфиловцы отбивали атаки танковых и пехотных частей врага на Волоколамском направлении, проявляя массовый героизм и упорство в боях.

Генерал-майор Панфилов погиб у штаба дивизии 18 ноября 1941 года под городом Волоколамском в деревне Гусенёво (Волоколамский район Московской области), получив смертельные ранения от осколков близко разорвавшейся немецкой миномётной мины. Похоронен с воинскими почестями на
Новодевичьем кладбище в городе Москве.

Указом Президиума Верховного Совета СССР от 12 апреля 1942 года за умелое руководство частями дивизии в боях на подступах к городу Москве и проявленные при этом личную храбрость и героизм генерал-майору Панфилову Ивану Васильевичу присвоено звание Героя Советского Союза (посмертно).