Иван Тихомиров — сын чиновника из города Владимира. В 1897 году, будучи 21 года от роду, окончил Владимирскую духовную семинарию и был рукоположен во священника к Покровскому собору в городе Меленки Владимирской губернии, где прослужил до 1930 года. В этом году он был направлен служить в храм в селе Воспушка Петушинского района Владимирской области, а в 1932 году вновь вернулся в Покровский собор и служил здесь до 1933 года, когда был переведен в храм в Коробовском районе Московской области. За многолетнее безупречное служение отец Иоанн был возведен в сан протоиерея. В 1936 году священник был направлен в Казанскую церковь в село Петровское Шатурского района Московской области. Поселился он у местного жителя, работавшего машинистом паровоза; когда священник был арестован, он охарактеризовал отца Иоанна представителям власти как высоконравственного человека и сказал, что он никогда не слышал, чтобы тот занимался антисоветской деятельностью или клеветал на советскую власть.
В начале 1938 года Шатурский райком партии принял решение о закрытии Казанского храма, где служил отец Иоанн, и местный секретарь парторганизации стал изыскивать, как это сделать; при наличии служащего в храме священника это казалось ему трудноисполнимым. В конце января 1938 года он зашел к местному сотруднику НКВД посоветоваться, как закрыть храм, на что тот ответил, что все оформит, только надо зайти расписаться. На следующий день секретарь парторганизации и местный пенсионер-безбожник зашли к сотруднику НКВД и расписались в протоколах, не читая их и не придавая этому никакого значения. Таким образом лжесвидетельства были готовы, и 26 января 1938 года протоиерей Иоанн был арестован и на следующий день допрошен. Свидетельские показания были оформлены, и следователь не слишком домогался подтверждения их от священника, спросив лишь его, признает ли он себя виновным, на что тот ответил, что не признает. Следователь повторил свой вопрос, и отец Иоанн вторично сказал: «Заявляю, что никакой контрреволюционной деятельностью я не занимался и виновным в этом я себя не признаю».
11 февраля 1938 года тройка НКВД приговорила отца Иоанна к расстрелу. Протоиерей Иоанн Тихомиров был расстрелян 17 февраля 1938 года и погребен в безвестной общей могиле на полигоне Бутово.
