Иван Евгеньевич Петров родился 18 (30) сентября 1896 года в городе Трубчевск, Орловская губерния (ныне — Брянская область), в семье рабочего, кустаря-сапожника. После смерти отца, Иван, будучи десятилетним, остался почти единственным кормильцем для многодетной семьи. Несмотря на трудности, благодаря стараниям матери, ему удалось получить образование. В 1913 году окончил мужскую прогимназию в Трубчевске, а в 1916 году — учительскую семинарию в Карачеве, учась на земскую стипендию.
Военная карьера Ивана Евгеньевича Петрова началась в январе 1917 года, когда он поступил в Алексеевское юнкерское училище в Москве. После окончания училища и службы в запасном 156-м пехотном полку, он был уволен из армии из-за состояния здоровья. Однако в марте 1918 года вернулся на службу добровольцем в ряды Красной армии и через месяц вступил в коммунистическую партию большевиков.
В период Гражданской войны, Петров активно участвовал в различных боевых действиях, в том числе в подавлении анархистского восстания в Самаре, борьбе с восставшим чехословацким корпусом и уральскими казаками. Затем он проходил службу на Западном фронте, участвуя в борьбе против белополяков и противостоянии басмачеству на Туркестанском фронте.
После завершения Гражданской войны Петров продолжил службу в Среднеазиатском военном округе, занимая различные должности в командных и штабных подразделениях. В 1922 году он возглавил сводный отряд 2-й бригады 11-й кавалерийской дивизии и принимал участие в успешной атаке на басмачский отряд под командованием Абду-Саттар-хана.
После войны Петров продолжил службу в Среднеазиатском военном округе, занимая ответственные должности в кавалерийских полках и дивизиях. Он также прошел стрелково-тактические курсы «Выстрел».
В период с 3 сентября 1932 по 23 июня 1940 года И.Е. Петров – начальник и военком Объединенной Среднеазиатской Краснознаменной военной школы имени В.И. Ленина (с 16 марта 1937 года – Ташкентское Краснознаменное военное училище имени В.И. Ленина; с сентября 1938 по 30 августа 1943 года – Ташкентское пехотное Краснознаменное училище имени В.И. Ленина). В 1937 году в период проведения политических репрессий в Ташкенте по сфабрикованному органами НКВД делу были арестованы ряд преподавателей военного училища, а также офицеры штаба САВО (ТуркВО), что оставило след и в биографии И.Е. Петрова. Только благодаря поддержке К.Е. Ворошилова ему удалось избежать исключения из партии и увольнения из армии. Звание комдива присвоено И.Е. Петрову 4 ноября 1939 года. С июня 1940 года он уже командир 194-й стрелковой дивизии, а с октября – инспектор пехоты Среднеазиатского военного округа. С введением в РККА генеральских званий 4 июня 1940 года И.Е.
Петрову присвоено звание: генерал-майор. В марте 1941 года И.Е. Петров назначен командиром 27-го механизированного корпуса, формировавшегося в Средней Азии. С началом Великой Отечественной войны корпус ускоренными темпами закончил формирование и был направлен в район Брянска для включения его в состав 28-й армии. Однако 15 июля 1941 года управление 27-го механизированного корпуса было расформировано, в связи с тем, что еще 8 июля 1941 года Генеральным штабом Вооруженных Сил СССР на основе опыта первых дней войны было принято решение о расформировании корпусного звена бронетанковых войск. Генерала И.Е. Петрова назначили командиром 1-й кавалерийской дивизии, которой он командовал в боях под Одессой с 16 июля по 20 августа 1941 года. В годы Великой Отечественной войны с особой силой проявились его незаурядные организаторские способности и волевые качества военачальника. И.Е. Петров был одним из руководителей обороны будущих городов-героев – Одессы и Севастополя.
С 21 августа по 5 октября 1941 года он командовал 25-й Чапаевской стрелковой дивизией на Южном фронте и оперативно провел ряд мероприятий по стабилизации обстановки в полосе дивизии. Благодаря его умелому руководству подчиненными частями, эффективному использованию наземной, береговой и корабельной артиллерии противник был остановлен, и дивизия прочно закрепилась на новом рубеже. Затем с 5 октября 1941 года по 30 июля 1942 года И.Е. Петров – командующий Приморской армией. На этом посту в сложных и тяжелых условиях он руководил эвакуацией советских войск из Одессы на Крымский полуостров. В основу плана эвакуации войск, утвержденного Ставкой, были положены предложения генерала И.Е. Петрова. Операция по эвакуации войск морем на другое направление, проведенная под руководством И.Е. Петрова, поучительна как по замыслу, так и по способам ее осуществления. Была проведена большая организаторская работа, четко отработано взаимодействие войск и сил флота, которые незаметно оторвались от противника и быстро погрузили войска на большое количество кораблей и судов. Всего из Одессы было вывезено более 80 тыс. бойцов, 15 тыс. человек гражданского населения, 500 орудий, 1158 автомашин, 163 трактора, 20 тыс. тонн боеприпасов и оборудование одесских заводов.
В этот же период – с 5 по 10 ноября 1941 года – И.Е. Петров исполнял должность командующего Севастопольским оборонительным районом (СОР). В ноябре – декабре 1941 года войска под командованием генерала И.Е. Петрова и моряки Черноморского флота под командованием вице-адмирала Ф.С. Октябрьского отразили 2 наступления на Севастополь 11-й немецкой армии под командованием генерал-полковника Э. Манштейна. Севастопольская оборона вошла в историю как пример длительной активной обороны приморского города и военно-морской базы, оставшихся в глубоком тылу. Руководя сухопутными войсками СОР, генерал И.Е. Петров проявил личное мужество, искусно осуществлял взаимодействие войск с силами флота и авиацией, умело руководил ими в ходе ожесточенных оборонительных сражений. Он сумел создать стойкую оборону изолированной с суши и блокированной с моря и воздуха главной базы флота, которая полностью выполнила свою задачу – сковала крупные силы противника на длительный срок, заставила врага терять не только живую силу и боевую технику, но и время, которое особенно дорогое было тогда для войск Красной армии. В июне – июле 1942 года блокированный Севастопольский гарнизон в течение 4 недель отражал новое наступление войск Э. Манштейна, но был разгромлен превосходящими силами противника. Тяжело переживая поражение и большие людские потери в войсках, которыми он командовал, уже при эвакуации на борту подводной лодки генерал И.Е. Петров как настоящий русский офицер попытался застрелиться, но был удержан от этого поступка сослуживцами.
С августа 1942 года И.Е. Петров командовал войсками 44-й армии, участвуя в обороне Кавказа, а с октября того же года он – командующий Черноморской группой войск Закавказского фронта. За участие в Туапсинской оборонительной операции 14 октября 1942 года И.Е. Петрову присвоено воинское звание: генерал-лейтенант. С марта 1943 года И.Е. Петров – начальник штаба, а с мая – командующий Северо-Кавказским фронтом. Войска фронта под его командованием успешно участвовали в Новороссийско-Таманской и Новороссийской операциях, в боях при освобождении Таманского полуострова, городов Майкоп, Краснодар и Новороссийск. Генерал И.Е. Петров – один из немногих советских военачальников Великой Отечественной войны, которому довелось руководить крупными операциями на приморских направлениях с участием сухопутных войск, флота и авиации. 27 августа 1943 года И.Е. Петрову присвоено звание: генерал-полковник, а 9 октября 1943 года он становится генералом армии. Войска Северо-Кавказского фронта в ноябре форсировали Керченский пролив и заняли плацдармы на Керченском полуострове, проведя исключительно трудную Керченско-Эльтигенскую десантную операцию. Однако фронтовая судьба генерала оказалась трудной, драматичной, а впереди его ждала незаслуженная опала. В феврале 1944 года за неудачное проведение высадки десанта на мыс Тархан и в Керченский порт И.Е. Петров был освобожден от должности командующего сформированной из войск Северо-Кавказского фронта Приморской армией. Его зачислили в резерв Ставки Верховного Главнокомандующего и понизили в звании до генерал-полковника. С 13 марта 1944 года генерал-полковник И.Е. Петров командовал 33-й армией Западного фронта, с 12 апреля он – командующий 2-м Белорусским, с 6 августа – 4-м Украинским фронтами. Отличился в боях в Восточно-Карпатской операции – войска его фронта освободили Закарпатскую Украину. 26 октября 1944 года Ивану Ефимовичу было возвращено воинское звание генерала армии. Но изменчивая военная судьба генерала вновь преподносит неприятные сюрпризы. Из-за неудачного начала наступления войск фронта в Моравска-Остравской операции директивой Ставки Верховного Главнокомандования № 11041 от 17 марта 1945 года И.Е. Петров был обвинен в неподготовленности наступления, сокрытии этого факта от Ставки и 26 марта 1945 снят с должности командующего фронтом. В апреле 1945 года И.Е. Петров назначен начальником штаба 1-го Украинского фронта. Войска фронта готовились к Берлинской операции. Перед штабом стояла сложная задача: обеспечить командующему четкое управление войсками фронта, в состав которого входили 9 общевойсковых, 2 танковые и воздушная армии, несколько отдельных танковых, механизированных корпусов, кавалерийский корпус, артиллерийские корпуса прорыва, несколько артиллерийских дивизий и ряд других соединений. Генерал И.Е. Петров успешно справился с поставленной задачей и во многом способствовал успешному проведению операции. Много усилий и творчества в вопросах военного искусства привнес Иван Ефимович в подготовку в предельно короткие сроки Пражской операции. Он проявил блестящие способности в организации и ведении боевых действий в горах. Штаб фронта работал с предельным напряжением, сосредоточивая основное внимание на организации устойчивого управления и взаимодействия в связи с высокими темпами наступления войск. За умелое управление войсками в Берлинской и Пражской операциях и проявленные при этом инициативу и самоотверженность Указом Президиума Верховного Совета СССР от 29 мая 1945 года генералу армии Петрову Ивану Ефимовичу было присвоено звание Героя Советского Союза с вручением ордена Ленина и медали «Золотая Звезда». Войска, которыми командовал И.Е. Петров, за успешные боевые действия в Великую Отечественную войну 22 раза отмечались в приказах Верховного Главнокомандующего – И.В. Сталина.
После войны И.Е. Петров назначается командующим войсками Туркестанского военного округа, где он с успехом применял огромный боевой опыт в организации боевой подготовки войск в мирное время. Много труда и энергии он затратил при ликвидации последствий ашхабадского землетрясения в 1948 году. Следует особо отметить его большой вклад в подготовку и проведение крупного учения (1951 год), в ходе которого впервые отрабатывались способы действий войск в условиях применения ядерного оружия условным противником. Результаты этого учения легли в основу разработки способов подготовки и ведения операции (боя) с применением ядерного оружия. В последующем генерал армии И.Е. Петров занимал ряд ответственных постов: с июля 1952 года – 1-й заместитель главного инспектора Советской армии, с апреля 1953 года – начальник Главного управления боевой и физической подготовки Вооруженных Сил СССР, с марта 1955 года – 1-й заместитель главнокомандующего Сухопутными войсками Вооруженных Сил СССР, с января 1956 года – главный инспектор Министерства обороны СССР. С июня 1957 года – главный научный консультант при заместителе министра обороны СССР. Избирался депутатом Верховного Совета СССР 2–4-го созывов (1946–1958 годы).
И.Е. Петров сочетал в себе высокую компетентность, честность, обладал глубокой выдержкой, безупречной дисциплинированностью, инициативой, творческим подходом к делу. Это был одаренный человек, который хорошо знал военную историю, в совершенстве владел военным искусством и обладал уникальным полководческим талантом.
Награжден 5 орденами Ленина, 4 орденами Красного Знамени, орденами Суворова 1-й ст., Кутузова 1-й ст., Красной Звезды, Трудового Красного Знамени Туркменской ССР, Трудового Красного Знамени Узбекской ССР, «Звездой Бухарской Республики», медалями, а также иностранными орденами.
Скончался 7 апреля 1958 года. Похоронен в Москве на Новодевичьем кладбище
