Российский и советский архитектор, художник и педагог, крупнейший представитель ретроспективизма в советской архитектуре. Учился в Императорской Академии художеств в Санкт‑Петербурге с 1887 по 1898 год, не окончил. Работал помощником архитекторов Р. Р. Марфельда, А. А. Степанова, В. К. Гаугера. С 1918 по 1923 год совместно с А. В. Щусевым руководил работой по созданию генплана реконструкции Москвы. В 1923 году разработал генеральный план Всероссийской сельскохозяйственной выставки и спроектировал на ней павильон «Машиностроение». В 1932 году получил звание Заслуженного деятеля искусства РСФСР. В 1945 году постановлением Правительства была создана Архитектурная мастерская‑школа академика архитектуры И. В. Жолтовского. Преподавал в Строгановском училище, ВХУТЕМАСе (ВХУТЕИНе), Институте аспирантуры АА СССР и Московском архитектурном институте.