Родился 2 (15) августа 1915 года в селе Скворечное (ныне Каменский район Пензенской области). В 1920 году окончил 5 классов сельской школы. Работал на Харьковском авиационном заводе. С декабря 1934 года в рядах Красной Армии, призван Харьковским ГВК. В 1937 году окончил Харьковскую военную авиационную школу. Служил в строевых частях ВВС Ленинградского военного округа.

Участник Советско-Финляндской войны с 30 ноября 1939 по 13 марта 1940 гг. в составе 19-го ИАП (54-я ИАБР, ВВС 7-й Армии, Северо-Западный фронт). Летал на И-16, воздушных побед не имел. Награждён орденом Красного Знамени. По окончании боёв назначен начальником курсов командиров звеньев на аэродроме Горелово (Ленинградский военный округ).

С 22 июня 1941 года лейтенант И. П. Неуструев на фронтах Великой Отечественной войны в должности командира эскадрильи 19-го ИАП (3-я ИАД ПВО, Северная зона ПВО), которая 10 августа 1941 года вошла в состав 195-го ИАП (7-й ИАК ПВО, Ленинградская зона ПВО), летал на И-16.

25 августа 1941 года был осуждён Военным трибуналом "за преступную халатность" к 10 годам лишения свободы, с применением отсрочки исполнение приговора и оставление в действующей армии. По воспоминаниям лётчика Кукина, летавшего в эскадрилье Неуструева, в самом начале войны комиссар авиакорпуса приказал подвесить к самолётам бомбы и вылететь на штурмовку. Пока подвешивали - взлетать не могли. А в это время на аэродром налетели Ме-109, и уничтожили 7 наших самолётов. Комиссар корпуса отказался от своих слов (письменного приказа не было) и Неуструев пошёл под трибунал. После суда, он за период с 26 августа по 15 сентября 1941 года провёл 18 воздушных боев, сбил лично и в составе группы 11 самолётов противника. 16 сентября его имя прозвучало в сообщении Совинформбюро. За эти боевые успехи судимость была досрочно снята.

К концу сентября 1941 года служил командиром звена, а затем и эскадрильи в 26-м ИАП, продолжал летать на И-16. В феврале 1942 года старший лейтенант И. П. Неуструев назначен инспектором по технике пилотированию 7-го ИАК ПВО, где летал на различных типах самолётов. С 10 июня 1943 года майор И. П. Неуструев командовал 11-м Гвардейским ИАП (2-й Гвардейский ИАК ПВО), летал на Ла-5.

К августу 1943 года командир 11-го Гвардейского истребительного авиационного полка (2-й Гвардейский истребительный авиационный корпус, Войска ПВО территории страны) Гвардии майор И. П. Неуструев совершил 128 боевых вылетов, в 55 воздушных боях сбил лично 10 и в составе группы ещё 10 самолётов противника (в материалах наградного листа говорится о 11 личных и 6 групповых победах). Указом Президиума Верховного Совета СССР от 28 сентября 1943 года удостоен звания Героя Советского Союза с вручением ордена Ленина и медали "Золотая Звезда" (№ 1203).

К 9 мая 1945 года Гвардии подполковник И. П. Неуструев выполнил более 200 боевых вылетов, провёл около 70 воздушных боёв, в которых сбил лично 15 и в составе группы 10 самолётов противника.

После окончания войны продолжал служить на различных должностях в ВВС. В 1947 году окончил Высшие офицерские лётно-тактические курсы. С 18 декабря 1956 года Гвардии полковник И. П. Неуструев - в запасе. Жил и работал в Ленинграде (ныне Санкт-Петербург). Умер 19 февраля 1965 года, похоронен на Ново-Волковском кладбище.

Памятная стела и бюст Героя установлены на площади Победы в городе Каменка (Пензенская область).

Награждён орденами: Ленина (28.09.1943), Красного Знамени (07.04.1940, 31.12.1941, 28.06.1944), Кутузова 3-й степени (17.02.1944), Отечественной войны 1-й степени (22.08.1944), Красной Звезды (26.11.1941, 15.11.1950, 23.01.1957); медалями, в том числе "За боевые заслуги" (30.04.1945).