В 1931—1932 годах жил на станции Теренсай ныне посёлок Адамовского района Оренбургской области, с 1932 года — в городе Магнитогорск (Челябинская область).

Окончил 7 классов школы, в 1940 году — 3 курса Магнитогорского индустриального техникума и Магнитогорский аэроклуб.

В Красной Армии — с декабря 1940 года. В 1942 году окончил Чкаловскую военную авиационную школу лётчиков (г. Оренбург).

Участник Великой Отечественной войны: с июня 1942 по май 1945 — лётчик, командир звена, заместитель командира и командир авиаэскадрильи, штурман 6-го гвардейского штурмового авиационного полка (Калининский и 1-й Прибалтийский фронты).

За мужество и героизм, проявленные при выполнении 127 боевых вылетов (к октябрю 1943 года), Указом Президиума Верховного Совета СССР от 4 февраля 1944 года гвардии старшему лейтенанту Павлову Ивану Фомичу присвоено звание Героя Советского Союза с вручением ордена Ленина и медали «Золотая Звезда» (№ 2844). Когда земляки Героя узнали об этом, они собрали денежные средства, приобрели четыре самолёта-штурмовика и один из них вручили И. Ф. Павлову.

На его борту была надпись:

«Земляку Герою Советского Союза т. Павлову — от трудящихся г. Кустанай».

К октябрю 1944 года совершил ещё 77 боевых вылетов. За мужество и героизм, проявленные в боях, Указом Президиума Верховного Совета СССР от 23 февраля 1945 года гвардии капитан Павлов Иван Фомич награждён второй медалью «Золотая Звезда» (№ 4178).

Всего за время войны совершил 237 боевых вылетов на штурмовике «Ил-2», его экипаж сбил истребитель «Ме-109». Участвовал в Ржевско-Сычёвской, Великолукской и Смоленской операциях, освобождении Белоруссии и Прибалтики, ликвидации Земландской группировки противника. Был контужен.

В 1949 году окончил Военную академию имени М. В. Фрунзе. Командовал 947-м штурмовым авиационным полком (в Прикарпатском военном округе).

Погиб в авиакатастрофе 12 октября 1950 года.