В 1934 году Кожедуб окончил школу и поступил в химико-технологический техникум в городе Шостка.

Первые шаги в авиации сделал, занимаясь в Шосткинском аэроклубе. В начале 1940 года — поступил на службу в ряды Красной Армии и осенью того же года окончил Чугуевскую военную авиационную школу лётчиков, после чего продолжил в ней службу в должности инструктора.

После начала войны вместе с авиашколой был эвакуирован в Казахстан, город Чимкент. 23 февраля 1942 года Кожедубу было присвоено звание старшего сержанта. В ноябре 1942 года Кожедуб был откомандирован в 240-й истребительный авиационный полк 302-й истребительной авиационной дивизии, формирующийся в Иваново. В марте 1943 года в составе дивизии вылетел на Воронежский фронт.

Первый воздушный бой закончился для Кожедуба неудачей и едва не стал последним — его Ла-5 был повреждён пушечной очередью Мессершмитта-109, бронеспинка спасла его от зажигательного снаряда, а при возвращении самолёт был обстрелян советскими зенитчиками, в него попало 2 зенитных снаряда. Несмотря на то что Кожедубу удалось посадить самолёт, полному восстановлению он не подлежал, и летчику пришлось летать на «остатках» — имеющихся в эскадрилье свободных самолётах. Вскоре его хотели забрать на пост оповещения, но командир полка заступился за него. В начале лета 1943 года Кожедубу было присвоено звание младшего лейтенанта, затем он был назначен на должность заместителя командира эскадрильи. Вскоре после этого, 6 июля 1943 года на Курской дуге, во время сорокового боевого вылета, Кожедуб сбил свой первый немецкий самолёт-бомбардировщик Юнкерс Ю-87. Уже на следующий день сбил второй, а 9 июля сбил сразу 2 истребителя Bf-109. Первое звание Героя Советского Союза Кожедубу (уже старшему лейтенанту) было присвоено 4 февраля 1944 года за 146 боевых вылетов и 20 сбитых самолётов противника.

С мая 1944 года Иван Кожедуб воевал на Ла-5ФН (бортовой № 14), построенном на средства колхозника-пчеловода Сталинградской области В. В. Конева. В августе 1944 года, получив звание капитана, он был назначен заместителем командира 176-го гвардейского полка и стал воевать на новом истребителе Ла-7. Второй медали «Золотая Звезда» Кожедуб был удостоен 19 августа 1944 года за 256 боевых вылетов и 48 сбитых самолётов противника.

К концу войны Иван Кожедуб, к тому времени — гвардии майор, летал на Ла-7, совершил 330 боевых вылетов, в 120 воздушных боях сбил 62 самолёта противника, среди них 17 пикирующих бомбардировщиков Ju-87, по 2 бомбардировщика Ju-88 и He-111, 16 истребителей Bf-109 и 21 Fw-190, 3 штурмовика Hs-129 и 1 реактивный истребитель Me-262. Последний бой в Великую Отечественную, в котором он сбил 2 FW-190, Кожедуб провёл 17 апреля 1945 года в небе над Берлином. За всю войну Кожедуб ни разу не был сбит. Третью медаль «Золотая Звезда» Кожедуб получил 18 августа 1945 года за высокое воинское мастерство, личное мужество и отвагу, проявленную на фронтах войны. Он был отличным стрелком и предпочитал открывать огонь на дистанции 200-300 метров, крайне редко сближаясь на меньшую дистанцию.

В лётной биографии Кожедуба числятся также два сбитых в 1945 году самолёта P-51 «Мустанг» ВВС США, которые атаковали его, приняв за немецкий самолёт.

И. Н. Кожедуб ни разу не был сбит во время Великой Отечественной войны, и хотя его подбивали, он всегда сажал свой самолёт.

По окончании войны Кожедуб продолжил службу в ВВС. В 1949 году окончил Краснознамённую Военно-воздушную академию. В это же время он оставался действующим пилотом-истребителем, освоив в 1948 году реактивный МиГ-15. Во время войны в Корее командовал 324-й истребительной авиационной дивизией (324-й иад) в составе 64-го истребительного авиационного корпуса. С апреля 1951 по январь 1952 года лётчики дивизии одержали 216 воздушных побед, потеряв всего 27 машин (9 пилотов погибло). Псевдоним во время боевых действий в составе Группы советских военных специалистов в Корее — Крылов.

В 1956 году окончил Военную академию Генерального штаба.

В 1964—1971 — заместитель командующего ВВС Московского военного округа. С 1971 служил в центральном аппарате ВВС, а с 1978 года — в Группе генеральных инспекторов Министерства Обороны СССР. В 1970 году Кожедубу присвоено звание генерал-полковника авиации. А в 1985 году И. Н. Кожедубу присвоено воинское звание Маршал авиации.

Избирался депутатом Верховного Совета СССР II—V созывов, народным депутатом СССР.

Скончался 8 августа 1991 года. Похоронен на Новодевичьем кладбище в Москве.

В официальной советской историографии итог боевой деятельности Кожедуба выглядит как 62 самолёта противника, сбитые лично. Однако недавние архивные исследования показали, что эта цифра немного занижена — в наградных документах (откуда она, собственно, и была взята) по неизвестным причинам отсутствуют две воздушные победы (8 июня 1944 — Ме-109 и 11 апреля 1944 — ПЗЛ-24), между тем как они были подтверждены и официально занесены на личный счёт лётчика. Поэтому у него всего воздушных побед - 64+0, боевых вылетов — 330, воздушных боёв — 120

По информации Первого канала, в конце Великой Отечественной войны американскими лётчиками в зоне действий советской авиации были сбиты советские истребители. И. Н. Кожедуб вылетел и лично подбил два американских истребителя, виновных в этом акте агрессии. В книге Николая Бодрихина «Советские асы» приведены несколько иные обстоятельства этого эпизода: Кожедуб отогнал от американского бомбардировщика атаковавшие его немецкие самолёты, после чего был сам атакован американским истребителем с очень большой дистанции. Кожедуб сбил два американских самолёта; судя по словам выжившего американского лётчика, американцы приняли самолёт Кожедуба за немецкий Фокке-Вульф.

[media=//youtu.be/WpIF4R9uYlE']