Родился в городе Петровск Саратовской области (Россия) в семье мелкого канцелярского служащего. Из-за ранней смерти матери не смог окончить городское училище и поступил «мальчиком» в лавку. В 1915 г. призван в Русскую императорскую армию и направлен на русско-германский фронт. В 1918 г. добровольно вступил в Красную Армию и был зачислен в 1-й Саратовский пехотный полк 25-й Чапаевской дивизии, в составе которой воевал до конца Гражданской войны. В 1923 г. окончил Киевскую объединенную пехотную школу. Был назначен в Среднеазиатский военный округ, где участвовал в борьбе с басмачами. С 1938 г. военный комиссар Киргизской ССР. В Великую Отечественную войну командир 316-й стрелковой дивизии, с ноября 1941 — 8-й гвардейской стрелковой дивизии 16-й армии Западного фронта. В кровопролитных оборонительных боях под Москвой на Волоколамском направлении дивизия под командованием Панфилова И. В. разгромила 4 дивизии противника, уничтожила несколько тысяч фашистов и более 80 вражеских танков. В ходе боев наступление гитлеровцев на Москву в 1941 г. было остановлено. Погиб в бою у деревни Гуськово Волоколамского района Московской области.

Награжден орденами: Ленина, тремя Красного Знамени и медалями.

Похоронен на Новодевичьем кладбище в Москве.

Именем И. В. Панфилова в 1948 г. названа улица в Центральном районе. На доме № 1 установлена мемориальная доска.

В кровопролитных оборонительных боях под Москвой на Волоколамском направлении дивизия под командованием Панфилова И. В. разгромила 4 дивизии противника, уничтожила несколько тысяч фашистов и более 80 вражеских танков. В ходе боев наступление гитлеровцев на Москву в 1941 г. было остановлено.

Указом Президиума Верховного Совета СССР «О присвоении звания Героя Советского Союза начальствующему и рядовому составу Красной Армии» от 12 апреля 1942 года за образцовое выполнение боевых заданий командования и проявленные при этом отвагу и геройство удостоен посмертно звания Героя Советского Союза.

Панфилов Иван Васильевич // Герои Советского Союза : краткий биографический словарь : [в 2 т.] / Министерство обороны СССР, Главное управление кадров, Институт военной истории, Центральный архив ; [А. А. Бабаков (руководитель) и др.] ; редколлегия : И. Н. Шкадов (председатель) [и др.]. — Москва : Воениздат, 1988. — Т. 2. — С. 232—233.

Панфилов Иван Васильевич // Их именами названы... Улицы Минска : энциклопедический справочник / [редколлегия : В. В. Андриевич (главный редактор) и др.]. — Минск : Беларуская Энцыклапедыя, 2014. — С. 304.

Панфилов Иван Васильевич // Минск : энциклопедический справочник / Белорусская Советская Энциклопедия ; [редколлегия : И. П. Шамякин (главный редактор) и др.]. — Изд. 2-е, дополненное и переработанное. — Минск : Белорусская Советская Энциклопедия, 1983. — С. 303.