Кубанский казак. В 1916 году окончил войсковую фельдшерскую школу. С апреля 1917 года некоторое время состоял членом партии эсеров.
Во время Первой мировой войны служил в 1-м Лабинском полку Кавказского фронта фельдшером.
В 1915 был командирован в Тифлисскую школу прапорщиков.
В 1916—1917 служил в 3-м Линейном полку. В 1917 произведён в есаулы. Награждён Георгиевским крестом 3-й и 4-й степени.
В начале 1918 организовал на Кубани первый красный казачий отряд.
С февраля 1918 — помощник командующего Юго-Восточной красной Армией.
Во время Первого Кубанского похода Добровольческой армии (9 [22] февраля — 30 апреля [13 мая] 1918) фактически руководил всеми противостоящими ей советскими силами на Кубани.
1 (14) марта 1918, после оставления Екатеринодара без боя Кубанской армией генерала Покровского, войска Сорокина занимают город:
Принимал участие в обороне Екатеринодара во время неудачного штурма города Добровольческой армией 27 марта (9 апреля) — 31 марта (13 апреля) 1918.
В июне 1918 года — помощник командующего войсками Кубанской советской республики А. И. Автономова.
В апреле-мае 1918 года поддержал главнокомандующего Северокавказской красной армией А. И. Автономова в его конфликте с гражданской властью Кубано-Черноморской республики. Вскоре после снятия Автономова из-за этого конфликта и назначением на его место К. И. Калнина — 21 июля (4 августа) 1918 сменил последнего, после разгрома красных Добровольческой армией под Тихорецкой и Кущевcкой (см. Второй Кубанский поход), на посту главнокомандующего Красной армии Северного Кавказа.
Армия Сорокина составляла 30-40 тыс. бойцов бывшего Кавказского фронта при 80-90 орудиях и 2 бронепоездах, располагалась в районе Кущевка-Сосыка и имела два фронта:
— на север против немцев;
— на северо-восток против Донской и Добровольческой армий.
В октябре 1918 г. — командир 11-й красной армии.
В конце октября 1918 прорвался наружу конфликт между Сорокиным и РВС Северного Кавказа.
В это время происходил процесс реорганизации Красной Армии, укрепления «революционной дисциплины», установления субординации, известный как «борьба с партизанщиной». Многим командирам, в том числе и Сорокину, привыкшим быть самостоятельными в своих действиях и имевших практически ничем не ограниченную власть в контролируемых районах, эти нововведения пришлись не по душе.
РВС Северного Кавказа проводил линию центра на регулярную организацию. В борьбе за ускользающую власть по требованию Сорокина сначала был расстрелян командарм Таманской армии И. И. Матвеев, а 21 октября 1918 г. в Пятигорске Сорокин приказал расстрелять группу руководителей ЦИК Северо-Кавказской советской республики и крайкома РКП(б): председателя ЦИК А. А. Рубина, секретаря крайкома М. И. Крайнего, председателя фронтовой ЧК Б. Рожанского, уполномоченного ЦИК по продовольствию С. А. Дунаевского.
В связи с этим открытым выступлением против советской власти 14 (27) октября 1918 был собран 2-й Чрезвычайный Съезд советов Северного Кавказа. Съезд сместил Сорокина с поста Главнокомандующего и назначил на его место И. Ф. Федько, которому ЦИК было предписано немедленно вступить в свои обязанности. Сорокин был объявлен вне закона.
17 (30) октября 1918 Сорокин со своим штабом был задержан кавалерийским полком Таманской армии под командованием М. В. Смирнова. «Таманцы», разоружив штаб и личный конвой Сорокина, заключили их вместе с бывшим главнокомандующим в ставропольскую тюрьму.
19 октября (1 ноября) 1918 командир 3-го Таманского полка 1-й Таманской пехотной дивизии И. Т. Высленко застрелил И. Л. Сорокина во дворе тюрьмы.
В ответ на расстрел руководителей ЦИК 19 октября (1 ноября) 1918 в Пятигорске было казнено более 100 человек (по одним данным — расстреляны, по другим — зарублены шашками): 58 заложников, включая генералов бывшей императорской армии Радко-Дмитриева и Рузского, и 47 осуждённых за различные преступления от фальшивомонетничества до участия в контрреволюционных отрядах и организациях
Командующий Добрармией ген. А. И. Деникин дал высокую оценку действиям Сорокина во время боев за Екатеринодар летом 1918:
И. Л. Сорокин является одним из персонажей романа-трилогии Алексея Толстого Хождение по мукам (роман).
В фильме-трилогии «Хождение по мукам» (1957—1959) (режиссёр Рошаль Г. Л.) роль И. Л. Сорокина сыграл Матвеев Е. С.