До 1909 года он посещал земскую начальную школу, в которой любимыми предметами были математика и география. Уже тогда маленький Иван Папанин мечтал учиться "в мореходке на судоводителя". Школу мальчик не закончил, хотя учился на отлично. Его главным "учителем" стала работа, но это не помешало ему в будущем получить степень доктора географических наук.
В шесть лет, чтобы помочь родителям, Папанин начал рыбачить. "Море снабжало нас не только углем, случайным заработком, рыбой, но и мидиями", - писал он в своих воспоминаниях. Лет в десять Иван обучился парикмахерскому ремеслу. А еще через пару лет отец отправил его работать учеником токаря механических мастерских. Семья бедствовала и, чтобы ее прокормить, нужны были любые рабочие руки.
Иван Дмитриевич ПапанинУже через год из мальчика на побегушках Иван Папанин превратился в мастера. "Я постепенно научился токарному делу, лудить, паять, шлифовать, сваривать, клепать", - вспоминал исследователь. Приобретенные в мастерских знания очень пригодились Папанину потом в Арктике. Затем он работал токарем на Севастопольском заводе по изготовлению навигационных приборов. Хорошо зарекомендовавшего себя на производстве, Папанина перевели на судостроительный завод в Ревеле (сегодня Таллин). В 1914 году он был призван на военную службу матросом Черноморского Флота и вновь оказался в родном Крыму.
Гражданская война и октябрь 1917-го застали Папанина во время службы. На чьей он теперь стороне - у моряка императорского флота не было ни тени сомнений. Уж больно жестока была его "жизненная" математика: за 23 года жизни у Папанина набралось 11 лет трудового стажа и всего 4 класса образования.
17 августа 1920 года под Капсихором (село Морское) для ведения борьбы в тылу Врангеля с катера высадился отряд из 11 человек под командованием Алексея Мокроусова (настоящее имя - Фома), который возглавил Крымскую повстанческую армию. В составе этого отряда был и Папанин, ставший заместителем командующего и казначеем.
В конце 1920-го года Иван Дмитриевич был назначен комендантом Крымского ЧК, недолго работал секретарем Реввоенсовета Черноморского флота. После чего его повысили и в 1922 году перевели в Москву на должность сначала комиссара хозяйственного управления Народного комиссариата морских дел, а затем начальника Центрального управления военизированной охраны. В 1923-1925 годах Иван Папанин учился на Высших курсах связи, после окончания которых был направлен в Якутию заместителем начальника экспедиции по строительству радиостанции в Томмоте. Там он снова подтвердил уже сложившееся у начальства мнение: Папанин был прекрасным организатором, человеком, которому можно доверять решение любых, даже самых сложных вопросов. Он никогда не подведет, даже если будет находиться в труднейших условиях.
После возвращения из Якутии Папанин выучился на высших административных курсах связи и стал слушателем первого курса факультета связи Всесоюзной плановой академии. Но он уже чувствовал: Север его позвал. Вся дальнейшая деятельность Ивана Дмитриевича будет связана именно с ним.
В 1931 году Иван Дмитриевич получил назначение в экспедицию на ледоколе "Малыгин", после нее он точно решил, что станет полярником. Папанин задал себе вопрос и сам же на него ответил: "Не поздно ль начинать заново жизнь в тридцать семь лет? Нет, нет и нет! Любимое дело начинать не поздно никогда. А то, что работа здесь станет любимой, я не сомневался нисколько, чувствовал, что по мне она". Так начался его роман с Арктикой…
Уже в 1932-1933 годах он стал начальником полярной станции "Бухта Тихая" на Земле Франца-Иосифа, а через год работал на Мысе Челюскин.
Но поистине поворотное событие в жизни Ивана Папанина произошло в 1937-1938 годах. Он возглавил первую в мире дрейфующую станцию "Северный полюс-1" ("СП-1"), работа которой позволила собрать много важной и новой информации о суровом арктическом крае - наличие подводных течений, пути дрейфа льдов, сроки их таяния.
За 274 дня дрейфа в Гренландском море четырем полярникам - руководителю экспедиции Ивану Папанину, радисту Эрнсту Кренкелю, метеорологу и геофизику Евгению Федорову, гидробиологу и океанографу Петру Ширшову - удалось выполнить все намеченные задачи и вернуться живыми. За это время льдина, на которой находилась станция, проплыла 2100 километров. За дрейфом "папанинской четверки" следил весь мир. Первоначально они дрейфовали на огромной льдине, площадью несколько квадратных километров. Но к моменту завершения экспедиции размеры льдины не превышали размеры волейбольной площадки.
За самоотверженный труд в тяжелых условиях все члены экспедиции были удостоены звания Героя Советского Союза. Научные результаты экспедиции получили высокую оценку Общего собрания АН СССР. Папанин и Кренкель получили ученую степень докторов географических наук.
Второй раз к званию Героя Советского Союза Иван Папанин был представлен за удачную экспедицию по спасению ледокола "Георгий Седов", организованную им в конце 1939 - начале 1940 года. Ледокол, дрейфовавший 812 дней, был освобожден из ледового плена благодаря грамотным действиям спасателей во главе с Иваном Дмитриевичем Папаниным.
В годы Великой Отечественной войны он возглавлял Главсевморпуть и был уполномоченным Государственного комитета обороны по перевозкам на Севере. Папанин построил в Архангельске новый порт, чтобы можно было принимать суда, доставляющие из США и Великобритании грузы по лендлизу. Иван Дмитриевич осуществлял строгий контроль за бесперебойной доставкой на фронт оружия и боеприпасов, аналогичной работой занимался в Мурманске и на Дальнем Востоке, за что в 1943 году получил звание контр-адмирала.
В послевоенные годы Папанин стал отходить от практической работы и больше заниматься наукой. Он работал заместителем директора Института океанологии Академии наук СССР по экспедициям, возглавлял отдел морских экспедиционных работ в Президиуме АН СССР и Московский филиал Географического общества СССР.
Последним его значительным делом стало преобразование забытой биостанции в поселке Борок Ярославской области в Институт биологии водохранилищ. Этот институт стал одним из ведущих научных учреждений страны в области исследований окружающей среды и охраны водоемов. А всеми забытый поселок превратился в солидный научный центр.
Ивана Дмитриевича Папанина не стало 30 января 1986 года. Легендарный полярный исследователь, в честь которого названы мыс на Таймыре, горы в Антарктиде, подводная гора в Тихом океане и остров в Азовском море, похоронен на Новодевичьем кладбище в Москве.