Родился в 1910 году в посёлке Петровка (ныне Донецкая область Украины). С 16 лет работал в шахте, учился на рабфаке при авиационном институте в Харькове. С 1932 года в рядах Красной Армии. 15 мая 1936 года за успехи в боевой и политической подготовке награждён орденом Красной Звезды. С лета 1936 года в звании старшего лейтенанта служил лётчиком-инструктором в 8-й Одесской школе пилотов Киевского военного округа.

С 10 июня по 26 октября 1938 года сражался в Испании, был командиром звена истребителей И-16. Совершил около 25 боевых вылетов (имел боевой налёт 30 часов), участвовал в 6 воздушных боях. 23 июля 1938 года лично сбил 2 самолёта противника. В последнем бою ранен в ногу, но смог довести повреждённый самолёт (85 пробоин) до своего аэродрома и посадить его. После лечения в госпитале был отправлен в СССР. 22 февраля 1939 года награждён орденом Красного Знамени. Вскоре получил звание капитана и назначен командовать эскадрильей.

Участник Советско-Финляндской войны 1939-1940 гг. в составе 7-го ИАП, летал на И-153, побед не имел. 7 апреля 1940 года майор И. С. Хотелев награждён вторым орденом Красного Знамени. В мае 1940 года назначен командиром 92-го ИАП.

С началом Великой Отечественной войны в действующей армии, по август 1941 года продолжал командовать своим полком, летал на И-16 и И-153. Затем назначен заместителем командира 165-го ИАП (10-я САД), летал на ЛаГГ-3. С декабря 1942 года - в Управлении 239-й ИАД (18 марта 1943 года преобразована в 5-ю Гвардейскую ИАД), в должности заместитель командира дивизии, летал на "Аэрокобре". С октября 1944 года до января 1945 года Гвардии полковник И. С. Хотелев командовал 304-й ИАД (27 октября 1944 года преобразована в 23-ю Гвардейскую ИАД). За годы Великой Отечественной войны сбил в воздушных боях ещё 5 самолётов противника. Награждён двумя орденами Красного Знамени (23.11.1941, 25.08.1944).

После выхода в отставку, проживал в городе Майкопе (Краснодарский край). Умер 21 января 1979 года.

Награждён орденами: Красного Знамени (22.02.1939, 07.04.1940, 23.11.1941, 25.08.1944), Красной Звезды (15.05.1936); медалями, в том числе: "За боевые заслуги" (03.11.1944 ), "За победу над Германией" (09.05.1945).