Иван Москвин родился в семье часовщика.
Коренной москвич, Москвин всей своей жизнью и творчеством был связан с «сердцем России». Его детство, отрочество и юность протекли за Китайгородской стеной, в самом центре Москвы. Здесь он мог «всласть любоваться Кит Китычами, их семьями и приказчиками». Мимо мальчика Москвина громыхали по булыжной мостовой тяжело груженные «кипами» и ящиками ломовые, проносились на откормленных конях собственные выезды с дородными хозяевами. Зарядье для Москвина было таким же источникам познания человеческих отношений и характеров, как Замоскворечье для Островского. Менялась Москва, круто ломались социальные пласты, но никогда не переставал Москвин вглядываться в судьбы родного города и населяющих его людей, никогда не уставал подмечать те краски и черты, которые могли ему понадобиться для воспроизведения русской жизни на театральных подмостках.
Сын ремесленника-часовщика, Москвин умел измерять время не только пузатыми луковицами и мерным тиканием ходиков. Перед его глазами величественно и строго двигались стрелки курантов Спасской башни. Древние стены Кремля учили его чувству исторических эпох. Когда Москвин играл царя Федора, он принес в театр это живое чувство былых столетий. Шестнадцатый век был для него не книжным понятием, а цветом, вкусом и «веянием», иной поступью и иным дыханием когда-то обитавших в Москве русских людей.
С детства был увлечён театром и с 14 лет участвовал в домашних спектаклях. В 1893 году поступил в Музыкально-драматическое училище Московского филармонического общества (ныне ГИТИС), в драматический класс В. И. Немировича-Данченко.
По окончании училища принимал участие в антрепризе Г. Н. Федотовой. В 1896—1898 годах работал в Ярославском театре и в театре Корша в Москве.
В 1898 году Немирович-Данченко пригласил своего ученика в Художественный театр, по его же рекомендации Иван Москвин был назначен на главную роль в спектакле «Царь Фёдор Иоаннович», которым 14 октября 1898 года открылся новый театр. После премьеры Иван Москвин «проснулся знаменитым» и на несколько десятилетий стал одним из ведущих актёров Художественного театра. Среди лучших его ролей, помимо царя Фёдора (которого Москвин играл на протяжении 40 лет), — Лука в спектакле «На дне», Епиходов «Вишнёвом саде», Снегирёв «Братьях Карамазовых», Фёдор Протасов «Живом трупе», Хлынов в «Горячем сердце», Ноздрёв «Мёртвых душах». Выступал как чтец.
15 ноября 1934 года Москвина пригласили поучаствовать в первой в Советском Союзе передаче телевизионной программы.
В сентябре 1936 года Иван Москвин стал одним из первых актёров, удостоенных звания «Народный артист СССР»; в том же году он был избран депутатом Верховного Совета СССР.
В 1943 году, после смерти Вл. И. Немировича-Данченко, Москвин стал директором МХАТа и занимал этот пост до конца жизни.
Иван Михайлович Москвин умер 16 февраля (по другим источникам - 12 февраля) 1946 года. Похоронен на Новодевичьем кладбище.
Семья
Отец — Михаил Алексеевич. Приказчик в часовом магазине Калашникова, что в Зарядье.
Мать — Дарья Павловна.
Брат — актёр театра и кино, Народный артист СССР Михаил Тарханов.
Сестра — Анна Михайловна, мать актёра Анатолия Горюнова. Братья Москвины принимали горячее участие в воспитании племянника, рано лишившегося отца.
Супруга — Любовь Васильевна Гельцер (1878—1955) , дочь В. Ф. Гельцера, сестра Екатерины Гельцер. Актриса МХТ c 1898 по 1906 год
Дети
Владимир (15 марта 1904 — 30 мая 1958) — был назван в честь Владимира Ивановича Немировича-Данченко. Ученик Евгения Вахтангова, актёр Театра имени Вахтангова (1920—1952), педагог. Среди его любимых учеников — Юрий Яковлев и Михаил Ульянов.
Фёдор (1906—1941) — актёр, Выпускник Вахтанговской школы (1924-1926). В 1926-1927г. — артист МХАТ-2, c 1927-1930 г. — Театра Революции. Служил в Театре имени Евг. Вахтангова с 1930 по 1941 год. На вахтанговской сцене он сыграл свыше 20 ролей. Лётчик, штурман, погиб под Москвой, пропал без вести 23.10.1941.
Был также женат (1936—1943) на актрисе Алле Тарасовой.