Ivan Mosjoukine est né le 26 septembre 1889 dans le village Kondol (aujourd’hui dans la région de Penza). Il est issu d’une famille appartenant à la noblesse terrienne. Pour satisfaire aux exigences de son père il accepte de faire des études de droit à l’Université de Moscou. Mais deux ans après il quitte l’Université et entre dans une troupe de théâtre, avec laquelle il travaille à Moscou et à Kiev et fait plusieurs tournées en province. La carrière théâtrale de Mosjoukine continue à Moscou. D’abord il joue dans la Maison Populaire de Vveden (Введенский народный дом), puis jusqu’au 1917 - au Théâtre dramatique de Moscou. Mosjoukine se produit dans tous les répertoires, le classique russe ou le boulevard européen.
Lors de ses débuts au cinéma dans les films de Studios Khanjonkov (Торговый дом А. Ханжонков и К/ АО "А. Ханжонков и К) en 1911 il n’est pas encore très connu. Interprétant différents rôles du répertoire, notamment comiques et folkloriques à ses débuts, Mosjoukine se produit, pour les studios Khanjonkov, dans plus de quarante films. C’est Evgueni Bauer, qui lui permet de révéler énergie et intensité du jeu, associés à une grande sobriété et maîtrise des émotions, notamment dans son film La Vie dans la mort (1914) d’après le scénario du poète symboliste Valeri Broussov. Ce film prédestine l’image de Mosjoukine dans le cinéma et fait naître son mythe. La particularité de jeu de Mosjoukine est observée par plusieurs critiques, qui parlent beaucoup du regard grave et magnétique de l'acteur. Ainsi il interprète des mélodrames romantiques, « sataniques », « décadents ».
A partir de 1915 Mosjoukine entre aux studios Ermoliev (Т-во И. Ермольев). Dirigé dans une vingtaine de films par Yakov Protazanov, Mosjoukine joue souvent les doubles rôles, comme dans le film Le Satan Triomphant (1917). Avec La Dame de Pique, en 1916 et Le Père Serge (1918), il atteint à la perfection créatrice : le réalisme avec lequel il interprète ses rôles est inédit.
A la fin de 1918, Mosjoukine fuit la révolution. Il quitte Moscou avec Ermoliev qui transfère ses studios à Yalta. En 1920, la troupe Ermoliev émigre à Paris. La société Pathé lui apporte son appui : elle devient « l’école russe de Montreuil ». Mosjoukine retrouve la gloire, et se surpasse dans de grands films : Kean d’Alexandre Volkoff (1924), Le Lion des Mogols de Jean Epstein (1924), Feu Mathias Pascal de Marcel L’Herbier (1925). Le comédien cherche aussi à changer son emploi de héros mystique, il découvre le cinéma d’avant-garde, français et américain. Il devient aussi réalisateur et tourne deux œuvres, saluées par l’avant-garde : L’Enfant du carnaval (1921) et Le Brasier ardent (1923).
En 1927, Mosjoukine part pour les Etats-Unis, mais l’expérience hollywoodienne est un échec et marque le déclin de sa carrière. En effet, après une opération de chirurgie esthétique malheureuse, qui enlève à ses traits leur puissance expressive, il tourne dans cinq films médiocres réalisés à Berlin pour l'UFA entre 1928 et 1930. L’avènement du cinéma parlant condamne le comédien. Il joue encore dans La Mille et deuxième nuit de A.Volkoff (1933) et la même année dans Les Amours de Casanova de René Barberis : dans ce dernier film, il donne une nouvelle interprétation du rôle déjà joué pour le Casanova de A.Volkoff en 1927. Il n’obtient que des demi-succès. Il jouera encore en 1936, mais dans un rôle secondaire dans Nitchevo de Jean de Baroncelli.
Mosjoukine vit d’expédients les trois dernières années de sa vie qu’il termine dans la misère. Il meurt, après une longue maladie, le 18 janvier 1939 à Neuilly-sur-Seine et repose au cimetière russe de Saint-Geneviève-des-Bois (Île-de-France, Dép. Essonne).