Родился 6 июля 1917 года в селе Фомиха (ныне Камешковский район Владимирской области). В 1929 году окончил начальную школу. С 1930 года жил в Москве. Окончил школу фабрично-заводского ученичества (ФЗУ), работал токарем на заводе, одновременно посещал аэроклуб. 28 ноября 1937 года добровольно вступил в ряды Красной Армии, призван Московским ГВК. В 1938 году окончил Борисоглебскую военную авиационную школу пилотов.

С 22 июня 1941 года лейтенант И. И. Блохин на фронтах Великой Отечественной войны. Боевую деятельность начал в должности командира звена 10-го ИАП, летал на МиГ-3. С августа 1941 года воевал в 163-м ИАП, летая на Як-1. С июня 1942 года - в составе 239-го ИАП (19 августа 1944 года преобразован в 181-й Гвардейский ИАП), где летал на Ла-5.

К августу 1943 года штурман 239-го истребительного авиационного полка (235-я истребительная авиационная дивизия, 10-й истребительный авиационный корпус, 2-я Воздушная армия, Воронежский фронт) майор И. И. Блохин совершил 240 боевых вылетов, в 80 воздушных боях сбил лично 6 и в составе группы не менее 1 самолёта противника (в наградном листе говорится о 11 личных и 10 групповых победах, но это не подтверждается какими-либо оперативными и отчётными документами). Указом Президиума Верховного Совета СССР от 28 сентября 1943 года удостоен звания Героя Советского Союза с вручением ордена Ленина и медали "Золотая Звезда" (№ 1691).

В сентябре 1944 года направлен в 113-й Гвардейский ИАП (10-я Гвардейская ИАД), но в том же месяце вернулся в 181-й Гвардейский ИАП (15-я Гвардейская ИАД). С ноября 1944 года воевал в 3-м Гвардейском ИАП, продолжая летать на Ла-5.

К маю 1945 года штурман 3-го Гвардейского истребительного авиационного полка (15-я Гвардейская истребительная авиационная дивизия, 10-й истребительный авиационный корпус, 8-я Воздушная армия, 4-й Украинский фронт) Гвардии майор И. И. Блохин совершил 301 боевой вылет, провёл 98 воздушных боёв, сбил 10 самолётов противника лично и ещё 10 в составе группы. Сражался на Западном, Северо-Западном, Калининском, Сталинградском, Южном, Северо-Кавказском, Воронежском и 4-м Украинском фронтах.

После окончания войны продолжал службу в ВВС. В 1947 году окончил Высшие офицерские лётно-тактические курсы. Командовал авиационным полком. 17 октября 1948 года Гвардии подполковник И. И. Блохин погиб в авиационной катастрофе.

Награждён орденами: Ленина (28.03.1942, 28.09.1943), Красного Знамени (14.08.1942, 11.09.1944), Отечественной войны 1-й степени (11.09.1943); медалями.