Ivan Vassilievitch Panfilov est né le 20 décembre 1892 à Petrovsk, dans le gouvernement de Saratov, dans une famille de petits fonctionnaires. Il était de nationalité russe. Son père, Vassili Zakharovitch Panfilov, était un ancien militaire écrivain, et sa mère s'appelait Alexandra Stepanovna. En raison de la mort prématurée de sa mère, Ivan a dû abandonner ses études après la troisième classe et a commencé à travailler dans une épicerie en 1905.

En octobre 1915, Panfilov a été appelé dans l'armée impériale russe, où il a commencé son service dans l'équipe d'entraînement du 168e bataillon de réserve. À partir de mars 1917, il a combattu sur le front sud-ouest de la Première Guerre mondiale au sein du 638e régiment d'infanterie d'Oltinsk. En 1917, il a été élu membre du comité de régiment, et en 1918, il a été démobilisé.

En octobre 1918, Panfilov a volontairement rejoint l'Armée rouge et est devenu commandant d'une section dans le 1er régiment d'infanterie de Saratov. Il a participé à la répression de l'insurrection du Corps tchécoslovaque et, à partir de mars 1919, a servi dans la 20e division de fusiliers de Penza. En 1920, il est tombé malade de la fièvre typhoïde, mais après sa guérison, il a participé à la guerre soviéto-polonaise, pour laquelle il a été décoré de l'Ordre du Drapeau rouge.

Depuis septembre 1920, Panfilov a lutté contre le banditisme en Ukraine. En 1921, il a été nommé commandant d'une section du 183e bataillon frontalier séparé. En décembre de la même année, il a intégré l'école d'infanterie unifiée de Kiev. Après l'avoir terminée, Panfilov a servi dans le 52e régiment de fusiliers de Yaroslavl, puis dans le 1er régiment de fusiliers de Turkestan, où son destin s'est étroitement lié au Turkestan. Il a occupé divers postes, y compris celui de commandant de compagnie et de chef de l'école de régiment.

En décembre 1932, Panfilov a pris la tête du 9e régiment de montagne séparé de Turkestan, décoré de la bannière rouge. En 1937, il a été transféré au quartier général du district militaire d'Asie centrale. En 1938, il a été décoré de la médaille « 20 ans de l'Armée rouge des travailleurs et des paysans » et nommé commissaire militaire de la RSS kirghize.

À partir du 14 juillet 1941, Panfilov a commencé à former la 316e division de fusiliers, recrutant des habitants d'Alma-Ata et de Frunze. Le 10 octobre, la division est entrée en combat contre l'ennemi et lui a infligé des pertes significatives, pour cela Panfilov a été décoré de l'Ordre du Drapeau rouge.

Le 16 novembre, la 2e division blindée de la Wehrmacht a attaqué les positions de la 316e division, notamment dans la région de Dubosekovo. Les unités de la division sous le commandement de Panfilov ont mené de durs combats défensifs, faisant preuve d'un héroïsme massif. Un des épisodes est devenu la base de la légende des « 28 héros de Panfilov ». Au cours des combats du 16 au 20 novembre, la défense de la division a été percée, et elle a reculé jusqu'à la région de Kryukovo.

Panfilov a été tué le 18 novembre 1941 près de Gousenovo, dans la région de Moscou, par des éclats d'obus allemands. Le 23 novembre, la 8e division de garde a reçu le titre honorifique de Panfilovskaya.