Родился в с. Ображиевка Черниговской губернии Украинской ССР в крестьянской семье.
В 1934 г. окончил неполную сельскую школу. После два года учился на рабфаке и работал библиотекарем в сельской библиотеке.
В 1936 г. поступил в химико-технологический техникум в г. Шостка.
В 1939 г. стал заниматься в Шосткинском аэроклубе.
В 1940 г. призван в Красную армию и осенью окончил Чугуевское военное авиационное училище лётчиков и как один из лучших выпускников оставлен лётчиком-инструктором.
После начала Великой Отечественной воны (1941-1945) вместе с авиашколой эвакуировался в Казахстан.
В ноябре 1942 г. после многочисленных рапортов с просьбой отправить на фронт, в звании старшего сержанта откомандирован в 240-й истребительный авиационный полк, формировавшийся в г. Иваново.
В марте 1943 г. полк отправили на Воронежский фронт.
В начале лета 1943 г. полк базируется около п. Медвенка Курской области.
Кожедуб, в звании младшего лейтенанта, назначен на должность заместителя командира эскадрильи.
6 июля 1943 г. в боях на Курской дуге, сбивает свой первый немецкий самолёт — бомбардировщик Ju-87. На следующий день — второй, а 9 июля — сразу 2 истребителя Bf-109.
4 февраля 1944 г. ст. лейтенанту Кожедубу присвоено звание Герой Советского Союза. К этому времени на его счету было 146 боевых вылетов и 20 сбитых самолётов противника.
В мае 1944 г. на самолете Ла-5ФН, построенном на средства колхозника-пчеловода В. В. Конева, сбивает 7 немецких самолётов.
В августе 1944 г. в звание капитан, назначается заместителем командира 176-го гвардейского авиационного полка (1-й Белорусский фронт). Летал на самолёте ЛА-7.
19 августа 1944 г. Кожедубу вторично присвоено звание Герой Советского Союза. На его счету уже было 256 боевых вылетов и 48 сбитых самолётов противника.
12 февраля 1945 г. в паре с лейтенантом В. А. Громаковским вступил в бой с 13-ю самолётами FW-190. Сбили 5 самолётов противника, из которых три на счету Кожедуба, а два — Громаковский.
16 февраля 1945 г. Кожедуб сбил первый в мире, немецкий, реактивный истребитель Me-262.
К концу войны Кожедуб — гвардии майор, совершил 330 боевых вылетов, участвовал в 120 воздушных боях и лично сбил 62 самолёта противника: 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, 1 реактивный истребитель Me-262.
17 апреля 1945 г. Кожедуб провёл последний бой в небе над Берлином, где сбил два FW-190.
18 августа 1945 г. гвардии майору Кожедубу в третий раз присвоено звание Герой Советского Союза.
В 1948 г. освоил полёты на реактивном самолёте МиГ-15.
В 1949 г. окончил Краснознамённую Военно-воздушную академию.
В 1956 г. — Военную академию Генерального штаба.
С апреля 1951 по январь 1952 гг. Кожедуб командир 324-й истребительной авиационной дивизии. Участвует в боях с американцами в Корее. Лётчики его дивизии одержали 216 воздушных побед, потеряв всего 27 машин (погибло 9 пилотов). В числе сбитых американских самолётов, 12 самых совершенных на то время - «Летающих Крепостей» (Боинг B-17).
В 1953 г. присвоено воинское звание генерал-майор авиации.
В 1962—1963 гг. — командующий 76-й воздушной армией.
В 1964-1971 г. — заместитель командующего ВВС Московского военного округа.
В 1970 г. присвоено воинское звание генерал-полковник авиации.
С 1971 г. служит в центральном аппарате ВВС.
С 1978 г. — в Группе генеральных инспекторов Министерства Обороны СССР.
В 1985 г. Кожедубу присвоено воинское звание Маршал авиации.
Кожедуб был депутатом Верховного Совета СССР II—V созывов, народным депутатом СССР.
Последние годы жизни тяжело болел.
Скончался от сердечного приступа. Похоронен на Новодевичьем кладбище Москвы.
Кожедуб стал самым результативным советским лётчиком-истребителем Второй мировой войны. При этом за всю войну он ни разу не был сбит — хотя его самолёт получал повреждения, ему всегда удавалось посадить свой самолёт.
В своей автобиографии Кожедуб упоминает, что в 1945 г. он были сбил два американских самолёта P-51 «Мустанг» ВВС США, которые атаковали его Ла-7.
Награды: трижды Герой Советского Союза (1944, 1944, 1945) орден Ленина (1944), орден Ленина (1978), семь орденов Красного Знамени (1943, 1943, 1945, 1945, 1951, 1968, 1970), орден Александра Невского (1945), два ордена Красной Звезды (1955,1955), орден Отечественной войны I степени (1985), ордена «За службу Родине в Вооружённых Силах СССР» II и III степени (1975, 1990). Государственные ордена Польши, Монголии, ГДР, КНДР.
Кожедуб — автор военных мемуаров «Верность Отчизне» (1969), четырех книг «Три сражения» (1945), «Служу Родине» (1949), «Праздник Победы» (1963), «Друзья-однополчане» (1975).
В музее ВВС в Монино экспонируется самолёт Кожедуба, Ла-7 (бортовой № 27).
К 90-летию героя снят документальный биографический фильм с игровыми реконструкциями «Тайны века. Две войны Ивана Кожедуба».
В 1968 г. в Курске, генерал-полковник авиации Кожедуб стал почётным гостем IV областного слёта победителей похода по местам революционной, боевой и трудовой славы советского народа, проходившего в урочище Солянка и посетил з-д «Прибор».
В августе 1973 г. в составе делегации почетных гостей Московского военного округа посетил мемориальный комплекс и военно-исторический музей «КП Центрального фронта» около п. Свобода.
В 2005 г. около п. Медвенка Курской области, где был аэродром, откуда совершал вылеты Кожедуб, открыт памятник герою.
Имя Кожедуба носит школа и одна из улиц посёлка.