Родился в 1919 году в городе Бузулуке Оренбургской области в многодетной семье рабочего. В семье был самым младшим, шестым ребёнком. Русский. Член КПСС с 1945 года. Окончил неполную среднюю школу. Работал учеником, затем слесарем на механическом заводе имени Кирова.
В 1939 году призван Новоорским райвоенкоматом в Красную Армию. На фронте с октября 1941 года до Дня Победы. Окончил Пушкинское танковое училище в 1944 году.
Воевал на Карельском, 1-м Украинском, 1-м Белорусском фронтах. Освобождал Украину, Польшу. Был ранен.
16 апреля 1945 года на подступах к станции Вербиг, севернее города Зеелов, старшему лейтенанту И. А. Гниломёдову была поставлена задача отрезать и уничтожить колонну немецких войск. Танковый взвод Гниломёдова устремился наперерез противнику. От огневого налёта автомашины в колонне вспыхнули, а сидевший на них личный состав попал под губительный огонь советских танкистов. Гниломёдов вывел свой взвод во фланг обороняющемуся противнику и огнём из пушек и пулемётов уничтожил три танка и 35 «фаустников». 18 апреля, отражая контратаку танков противника в населённом пункте Вульков, он поджёг ещё 4 танка. В стремительной атаке на господствующую высоту 58,7, севернее озера Хаусзее, уничтожил три противотанковых орудия и до 30 солдат противника. В этом бою от прямых попаданий его боевая машина загорелась, а самого лейтенанта ранило. Тем не менее, Гниломёдов погасил пламя и вывел свою машину в укрытие. Рискуя жизнью, он пришел на выручку экипажа младшего лейтенанта Пюра и, ликвидировав пожар на танке, вывел его в укрытие.
За эти подвиги командование представило Гниломёдова к высшей награде. В его наградном листке говорится:
Звание Героя Советского Союза присвоено 31 мая 1945 года.
С 1946 года старший лейтенант И. А. Гниломёдов в запасе. В 1953 году окончил Бузулукский лесной техникум. Работал инженером в мехлесхозе.
После войны И. А. Гниломедов некоторое время жил в Ташкенте, затем работал в Бузулуке, вёл военно-патриотическую работу. Умер 21 октября 1987 года.
Награждён орденами Красного Знамени, Отечественной войны 2-й степени, Красной Звезды и семью медалями.
Мать Анастасия Андреевна, сестра Надежда Андреевна и брат Александр Андреевич.
Именем Гниломёдова была названа улица в городе Бузулук.