Крузенштерн родился в поселке Хагуди, который находится в волости Раппа уезда Рапламаа. В детстве его звали Адам Иоганн фон Крузенштерн. Он был представителем остзейского дворянского рода.
Среди родственников Крузенштерна был адмирал Мориц-Адольф Крузенштерн, который привил мальчику любовь к морю. Крузенштерн окончил церковную школу в Ревеле. Он любил читать книги о море и мечтал о морских походах.
После окончания школы он поступил в Морской кадетский корпус, который находился в Санкт-Петербурге, и через два года его произвели в гардемарины. Во время учебы он стал именовать себя на русский лад Иваном Федоровичем. Крузенштерн принял участие в Русско-шведской войне, которая длилась с 1788 по 1790 год. Он получил назначение на 74-х пушечный корабль "Мстислав" и принял участие Гогландском, Эландском, Ревельском и Выборгском сражениях. В 1789 году он был произведен в мичманы, а в 1790 – в лейтенанты.
В 1793 году по приказу командования Крузенштерн отправился в Англию для изучения морского искусства. В Англии он провел шесть лет.
В 1802 году он был назначен руководителем первой русской кругосветной экспедиции. 7 августа 1803 году стартовала экспедиция, которая состояла из кораблей "Надежда" и "Нева". Корабли вышли из Кронштадта, прошли через Атлантический океан, обогнули мыс Горн, проплыли через Тихий океан, посетили Гавайские острова. После посещения Гавайских островов корабли совершили заход в Новоархангельск – столицу Русской Америки, находившуюся у побережья Аляски.
Участники экспедиции провели исследование Камчатки, Сахалина и Курильских островов. В 1806 году корабли экспедиции вернулись в Кронштадт, пройдя через Тихий и Атлантический океаны.
За время экспедиции был выполнен огромный объем океанографических и метеорологических исследований в Атлантическом, Тихом и Индийском океанах. Крузенштерн описывал обычаи жителей, географические особенности, растительный и животный мир земель, которые он посетил.
После экспедиции Крузенштерн посвятил себя научной и педагогической работе. Он издал "Атлас Южного моря". Стал инспектором Морского кадетского корпуса, а потом – его директором.
Иван Крузенштерн умер 24 августа 1846 года в своем имении недалеко от Ревеля. В 1873 году напротив Морского кадетского корпуса в Санкт-Петербурге ему установили памятник, а в 1977 году в честь него назвали океанографическое исследовательские судно.