Иван Сергеевич Шмелёв родился в Кадашёвской слободе Замоскворечья 21 сентября 1873 года (по ст. стилю). Дед Ивана Сергеевича — государственный крестьянин из Гуслиц Богородского уезда, Московской губернии — поселился в Москве после пожара 1812 г. Отец писателя принадлежал к купеческому сословию, но торговлей не занимался, а был подрядчиком, хозяином большой плотничьей артели, а также держал банные заведения.
Окончив гимназию, в 1894 г. Шмелёв поступил на юридический факультет Московского университета. Первый рассказ Шмелёва «У мельницы» был опубликован в журнале «Русское обозрение» в 1895 г. Осенью 1895 г. совершил поездку в Валаамский монастырь. Результатом этого путешествия явилась его книга — очерки «На скалах Валаама», опубликованная в Москве в 1897 г. После окончания университета в 1898 г. в течение года проходил военную службу, затем восемь лет служил чиновником в глухих местах Московской и Владимирской губерний.
Особую известность получили произведения, написанные под воздействием первой русской революции (повести «По спешному делу», «Распад» (1906); рассказы «Вахмистр» (1906), «Иван Кузьмин» (1907)). В 1911 году Шмелёв написал одно из своих значительных произведений — «Человек из ресторана», имевшее оглушительный успех; оно было экранизировано в СССР в 1927 году (реж. — Я. Протазанов, в ролях: М. Чехов, В. Малиновская, И. Коваль-Самборский).
В 1912 году было организовано издательство «Книгоиздательство писателей в Москве», членами-вкладчиками которого стали И. А. Бунин, Б. К. Зайцев, В. В. Вересаев, И. С. Шмелёв и др. Всё дальнейшее творчество Шмелёва 1900-х связано с этим издательством, издавшим собрание его сочинений в восьми томах. Публикуются повести и рассказы («Стена», «Пугливая тишина», «Волчий перекат», «Росстани» и др.), вышедшие в течение 1912—1914.
Во время Первой мировой войны сборники его рассказов и очерков «Карусель» (1916), «Суровые дни», «Лик скрытый» (1917), в котором появился рассказ «Забавное приключение», заметно выделялись на фоне казённо-патриотической беллетристики своей искренностью. Февральскую революцию встретил восторженно, к Октябрьской проявил полную непримиримость, усугубленную тем, что его единственный сын Сергей, офицер добровольческой армии генерала Деникина, был взят в Феодосии из лазарета и без суда расстрелян. В конце 1922 г., после недолгого пребывания в Москве, Шмелёв вместе с супругой Ольгой Александровной уехал в Берлин, затем в Париж, где жил в эмиграции. Создавал рассказы, в которых глазами очевидца описал нравы новой власти — «Солнце мёртвых» (1923), «Каменный век» (1924), «На пеньках» (1925).
С годами в творчестве Шмелёва центральное место заняли воспоминания о прошлом («Богомолье» (1931), «Лето Господне» (1927-48)). За рубежом И. С. Шмелёв выпустил более двадцати книг.
И. С. Шмелёв умер 24 июня 1950 г. близ Парижа от сердечного приступа. В 2000 г. по инициативе русской общественности и при содействии Правительства России прах И. С. Шмелёва и его супруги был перевезён в Москву и перезахоронен в некрополе Донского монастыря.