Флотском Экипаже. В 1917 году принимает участие в штурме Зимнего дворца, а с 27 октября в составе 1-го красногвардейского отряда под командованием Павла Дыбенко – в боях с казаками под Пулковом, Гатчиной, Александровским. В декабре 1917 года оканчивает Машинную школу БФ с дипломом авиамеханика № 1640 и направляется под Петроград в Красное Село в школу воздушного боя. В 1920 году окончил военную школу морских лётчиков в Самаре. В 1923–1925 – морской лётчик-инструктор 1-го класса Севастопольской школы морской авиации. В 1929 году завершил обучение в Военно-воздушной академии Рабоче-крестьянской Красной Армии имени профессора Н. Е. Жуковского. В 1929–1940 годах работал лётчиком-испытателем в Научно-исследовательском институте военно-воздушных сил, в 1939–1940 был заместителем начальника института. Проводил государственные испытания самолётов Н. Н. Поликарпова и А. Н. Туполева, летал на 137 типах самолётов. С июня 1940 по май 1941 – начальник Центрального аэрогидродинамического института. В 1941 году – заместитель командующего ВВС Рабоче-крестьянской Красной Армии. В конце августа – начале сентября 1941 года руководил одной из первых воздушных операций советских ВВС в начавшейся Великой Отечественной войне: воздушной операцией против 2-й танковой группы Гудериана, проводимой силами ВВС Брянского фронта и частью сил Дальней авиации в ходе Рославльско-Новозыбковской операции. В 1942–1947 годах – начальник Научно-исследовательского института гражданского воздушного флота, в 1947–1951 годах – начальник Лётно-исследовательского института. Когда летом 1951 года был издан приказ о роспуске физико-технического факультета МГУ, академик А. А. Дородницын, зная любовь Сталина к авиации, обратился к Ивану Фёдоровичу, как к своему сослуживцу и другу по ЦАГИ, за помощью. Генерал авиации И. Ф. Петров лично обратился к Иосифу Виссарионовичу, был им принят, на что получил ответ: «Зачем же мы будем восстанавливать факультет, который только что распустили. Давайте создадим новый институт со следующими факультетами…» Далее по тексту воспоминаний И.Ф. Петров продолжает уже от себя: «Было очевидно, что он над этим вопросом думал раньше, поэтому наше предложение и нашло столь быструю поддержку». А И. Ф. Петрова, как инициатора обращения и имевшего до того опыт руководящей работы в авиации (дир. ЦАГИ, нач. ГНИИ ГВФ, нач. ЛИИ им. М.М. Громова и др.), в 1952 году назначили первым директором, а позже – первым ректором Московского физико-технического института (уже как самостоятельного учебного заведения, а не факультета МГУ), коим он и руководил до 1962 года. Он внёс в организацию МФТИ исключительный порядок. Была разработана новая система обучения, модернизирована учебно-научная база, были открыты военная кафедра, спортлагерь и спортклуб, построена новая столовая, профилакторий и поликлиника, начат выпуск газеты «За науку», начато жилищное строительство. После выхода на пенсию в 1962 году Петров продолжал трудиться в МФТИ проректором по общим вопросам и старшим преподавателем. Похоронен Петров на Быковском мемориальном кладбище. Воинские звания: военинженер 1-го ранга; бригинженер (08.03.1938); генерал-майор авиации (04.06.1940); генерал-лейтенант (22.10.1941). Награды СССР: 3 ордена
