Потомок обрусевшего немецкого дворянского рода Крузенштернов, праправнук основоположника рода в России Филиппа Крузиуса фон Крузенштерна, сын судьи Иоганна Фридриха фон Крузенштерна (1724—1791).

Три года (с двенадцати лет) учился в церковной школе в Ревеле, а затем в Морском кадетском корпусе в Кронштадте.

В мае 1788 года в связи с войной со Швецией досрочно выпущен из корпуса, произведён в мичманы и назначен на 74-пушечный корабль «Мстислав». Сразу после этого отличился в Гогландском сражении (1788), в 1789 году участвовал в Эландском, а в 1790 — в морских боях при Ревеле, Красной Горке и в Выборгской бухте, после чего был произведён в лейтенанты. В 1793 году послан для изучения морского искусства в Англию; с английским флотом отплыл к северным берегам Америки, где участвовал в сражениях с французскими судами; посетил Барбадос, Суринам, Бермудские острова; ходил в Бенгальском заливе, с целью исследовать ост-индские воды и открыть русской торговле маршрут в Ост-Индию. Кавалер ордена Святого Георгия IV класса. Заинтересованный русской меховой торговлей с Китаем, которая шла из Охотска сухим маршрутом на Кяхту, Крузенштерн пришёл к мысли о том, что она более выгодно могла идти прямо морем, он имел также в виду установить прямые сношения метрополии с русскими владениями в Америке. В Петербурге Крузенштерн представил в 1799 властям свои соображения, но проект его был отвергнут. Однако в 1802 году с аналогичным предложением выступило главное правление РАК, император Александр I утвердил проект, для исполнения которого решено снарядить первую русскую кругосветную экспедицию. Тогда и вспомнили об Иване Федоровиче.

Экспедиция, состоявшая из двух кораблей («Надежда» и «Нева») под командой Крузенштерна, с помощником, капитан-лейтенантом Лисянским, 26 июля (7 августа) 1803 года отплыла из Кронштадта. Экспедиция направилась через Атлантический океан и 20 февраля (3 марта) 1804 года обогнула мыс Горн; из русских и соседних с ними земель на севере Тихого океана она обратила особенное внимание на Камчатку, Курильские острова и Сахалин. В Кронштадт экспедиция вернулась 7 (19) августа 1806 года.

В своих записках об этом путешествии (СПб. 1809 — 13) Крузенштерн рассказывает много любопытного о виденном им в плавании, особенно о быте и нравах дикарей; для своего времени великолепный атлас изобилует картами, планами и рисунками. Лисянский правил вторым кораблём экспедиции и шёл иногда отдельно от первого; в его книге о том же путешествии (СПб. 1812) есть подробное описание берегов Ситки и Кодиака.

В 1811 году Крузенштерн определён инспектором классов морского кадетского корпуса. В 1814 году, разработав подробную инструкцию для кругосветной экспедиции 1815—1818 гг. под начальством Коцебу, одного из младших офицеров первого кругосветного плавания , Крузенштерн посетил Англию для заказа необходимых для экспедиции инструментов. Вернувшись, он получил бессрочный отпуск и занялся созданием «Атласа Южного моря», с приложением гидрографических записок, под заглавием: «Собрание сочинений служащих разбором и изъяснением Атласа Южного моря» (СПб., 1823 и 1826; франц. перевод: «Recueil. des memoires hydrographiques…», СПб., 1824—1827; дополнение СПб., 1835—36; сочинение это увенчано полной Демидовской премией).

В 1827 году Крузенштерн назначен директором морского кадетского корпуса и членом адмиралтейств-совета. Шестнадцатилетняя деятельность на посту директора ознаменована введением в курсы морского корпуса новых предметов преподавания, обогащением библиотеки и музеев его многими учебными пособиями, учреждением офицерского класса и другими улучшениями.

Крузенштерн был очень хорошо развит физически. По словам современников, он сильно выделялся среди окружающих, отличался атлетическим телосложением, по внушительности плечевого пояса и богатырской груди превосходил сильнейших матросов возглавляемой им экспедиции. Доподлинно известно, что он в этом путешествии, несмотря на недоумение коллег, возил с собой две двухпудовые гири и ежедневно занимался с ними по 30-40 минут, выполняя своё любимое упражнение — швунг жимовой.

Крузенштерн был большим любителем домашних животных. В путешествиях его сопровождал спаниель, любимец всей команды. Перед каждым отплытием вошло в добрую традицию каждому члену экспедиции потрепать спаниеля за длинные висячие уши, и действительно, путешествия проходили на удивление гладко. Известны буквально анекдотические ситуации, когда дикари, в жизни не видевшие животных с настолько длинными висячими ушами, в ужасе разбегались.

Иван Фёдорович Крузенштерн похоронен в Домском соборе Таллина.

Орден Святого Георгия 4-й степени

Орден Святого Александра Невского с бриллиантами

Орден Святого Владимира 3-й степени

Орден Святой Анны 2-й степени

Орден Pour le Mérite «За заслуги в науке и искусствах» (1842)

В 1874 году в Санкт-Петербурге, напротив морского корпуса, был открыт памятник Крузенштерну, сооружённый по проекту скульптора И. Н. Шредера и архитектора И. А. Монигетти. Монумент устанавливался на частные средства, но небольшое пособие удалось получить и от государства.

Барк «Крузенштерн»

Пролив Крузенштерна

Риф Крузенштерна

В 1993 году Банком России выпущена серия памятных монет «Первое русское кругосветное путешествие»

Airbus A320 с номером VP-BKC авиакомпании Аэрофлот носит имя Ивана Крузенштерна.