Его отец Анастас Микоян (1895-1978) был партийным и государственным деятелем, брат отца Артем Микоян (1905-1970) - авиаконструктор, первый генеральный конструктор опытного конструкторского бюро "МиГ".
Иван Микоян окончил военную авиационную школу механиков, затем - Военно-воздушную инженерную академию имени Н.Е. Жуковского.
В 1953 году начал работать помощником ведущего инженера в ОКБ под руководством Артема Микояна (ныне Российская самолетостроительная корпорация "МиГ"). Внес большой вклад в создание и совершенствование первого отечественного сверхзвукового истребителя МиГ-19. В качестве ведущего инженера по летным испытаниям и ведущего конструктора провел огромную работу по созданию, испытанию и совершенствованию истребителей семейства МиГ-21.
В 1965 году был назначен ведущим конструктором по истребителю МиГ-23, с 1968 года являлся техническим руководителем по совместным государственным испытаниям этого истребителя.
С 1973 года исполнял обязанности заместителя главного конструктора по фронтовому истребителю МиГ-29.
В последние годы жизни работал советником в Российской самолетостроительной корпорации "МиГ".
Иван (Вано) Микоян - лауреат двух Государственных премий СССР (1981, 1988), был награжден орденом Октябрьской Революции (1974), орденом "Знак Почета" (1965), медалями. Был удостоен высшего корпоративного знака отличия "Медаль академика А.И. Микояна".