Ivan Vasilievich Panfilov wurde am 20. Dezember 1892 in Petrowsk, im Gouvernement Saratow, in einer Familie von kleinen Beamten geboren. Er war Russe. Sein Vater, Wassili Zacharowitsch Panfilov, war ein pensionierter Militärschreiber, und seine Mutter hieß Alexandra Stepanowna. Wegen des frühen Todes seiner Mutter musste Ivan die Schule nach der dritten Klasse abbrechen und begann 1905 in einem Lebensmittelgeschäft zu arbeiten.

Im Oktober 1915 wurde Panfilov in die Russische Kaiserliche Armee einberufen, wo er seinen Dienst in der Ausbildungseinheit des 168. Reservebataillons begann. Ab März 1917 kämpfte er an der Südwestfront des Ersten Weltkriegs im 638. Infanterie-Regiment Oltynskij. 1917 wurde er zum Mitglied des Regimentskomitees gewählt, und 1918 wurde er demobilisiert.

Im Oktober 1918 trat Panfilov freiwillig in die Rote Armee ein und wurde Zugführer im 1. Saratower Infanterie-Regiment. Er nahm an der Niederschlagung des Aufstands des Tschechoslowakischen Korps teil und diente ab März 1919 in der 20. Penza-Schützen-Division. 1920 erkrankte er an Typhus, nahm aber nach seiner Genesung am sowjetisch-polnischen Krieg teil, wofür er mit dem Rotbannerorden ausgezeichnet wurde.

Seit September 1920 kämpfte Panfilov gegen Banditentum in der Ukraine. 1921 wurde er zum Zugführer des 183. separaten Grenzbataillons ernannt. Im Dezember desselben Jahres trat er in die Kiewer vereinte Infanterieschule ein. Nach ihrem Abschluss diente Panfilov im 52. Jaroslawler Schützenregiment und dann im 1. Turkestanischen Schützenregiment, wo sein Schicksal eng mit Turkestan verbunden war. Er bekleidete verschiedene Positionen, darunter Kompanieführer und Leiter der Regimentsschule.

Im Dezember 1932 übernahm Panfilov das Kommando über das 9. separate Turkestanische Rotbanner-Gebirgsjägerregiment. 1937 wurde er in den Stab des Mittelasiatischen Militärbezirks versetzt. 1938 wurde er mit der Medaille „XX Jahre der Arbeiter- und Bauernrotarmee“ ausgezeichnet und zum Militärkommissar der Kirgisischen SSR ernannt.

Ab dem 14. Juli 1941 begann Panfilov mit der Aufstellung der 316. Schützen-Division, indem er Einwohner von Almaty und Frunse rekrutierte. Am 10. Oktober trat die Division in den Kampf gegen den Feind ein und fügte ihm erhebliche Verluste zu, wofür Panfilov mit dem Rotbannerorden ausgezeichnet wurde.

Am 16. November griff die 2. Panzerdivision der Wehrmacht die Stellungen der 316. Division an, darunter im Gebiet von Dubosekowo. Die Einheiten der Division unter dem Kommando von Panfilov führten schwere Abwehrkämpfe und zeigten massiven Heldenmut. Einer der Episoden wurde zur Grundlage der Legende über die „28 Helden von Panfilov“. Während der Kämpfe vom 16. bis 20. November wurde die Verteidigung der Division durchbrochen, und sie zog sich bis in den Bereich Kryukovo zurück.

Panfilov fiel am 18. November 1941 bei Gusenewo, Oblast Moskau, durch Splitter einer deutschen Mine. Am 23. November wurde der 8. Garde-Division der Ehrenname Panfilows verliehen.