В 1964 году окончил Воронежский государственный медицинский институт.
С 1964 по 1973 годы был научным сотрудником Института медицинской радиологии АМН СССР в Обнинске, в 1973–1982 годах занимал должность старшего научного сотрудника Института экспериментальной и клинической онкологии АМН СССР в Москве.
До 1988 года Иван Дедов преподавал в Первом мединституте имени И.М.Сеченова, а затем восемь лет возглавлял Эндокринологический научный центр РАМН.
С 2006 по 2008 год Иван Дедов был руководителем Федерального агентства по высокотехнологичной медицинской помощи. Был освобожден от должности в связи с упразднением агентства. Впоследствии занял должность директорома Эндокринологического научного центра Минздрава. 1 марта 2011 года был избран президентом РАМН.