Сопровождал отца в походах, принимал участие в правлении, приемах послов, казнях, но никакой политической роли не играл. В 1574—1575 вслед за отцом предлагался некоторыми представителями православной западно-русской шляхты как кандидат на польскую корону — в целях совместной борьбы Речи Посполитой и Московской Руси против турок и крымских татар. Но, в целом, шляхта предпочла кандидатуру венгра Стефана Батория, поддержанного Турцией. В 1579 царевич написал житие святого Антония Сийского, представляющее собой риторическую переделку жития, написанного иноком Ионой.
Женат был три раза:
По официальной версии, смертельно ранен отцом во время ссоры в Александровской слободе в ноябре 1581 года (согласно наиболее распространенной точке зрения, ссора произошла 14 ноября, а царевич умер 19 ноября, но ряд источников дают другие даты).
Временник дьяка Ивана Тимофеева содержит следующие сведения о смерти царевича: «жизнь его угасла от удара руки отца за то, что он хотел удержать отца от некоторого неблаговидного поступка».
Череп, найденный при вскрытии захоронения Ивана Ивановича, был в очень плохом состоянии, что подтверждает версию о насильственной смерти царевича (однако подтвердить в настоящее время убийство царевича трудно, ведь на сохранившихся волосах его не обнаружено следов крови) .