Практически все сведения о И. И. Вавилове основываются на семейных преданиях, позднейших свидетельствах родственников и даже друзей его детей.
Семья И. И. Вавилова зарегистрирована в списках Устюжской слободы г. Москвы под № 1259. О нем самом записано, что "Иван Ильин Вавилов род. 5 января 1863", и что в мещанство он принят 6 марта 1886 "из крестьян Волоколамского у Марковской вол. с. Ивашкова".
После смерти отца малолетний Иван Ильич с купцом Сапрыкиным приехал в Москву, так как отец умер во время деловой поездки и семья потеряла кормильца.
Пресня в те годы была особым московским мирком, вся жизнь которого определялась Прохоровской фабрикой. С Трехгорной мануфактурой будет связана вся жизнь и деятельность И. И. Вавилова. Трудолюбивый и смышленный юноша привлек внимание фактического руководителя Прохоровской мануфактуры Никиты Васильевича Васильева. Н. В. Васильев следил за всем фабричным производством и ведал реализацией продукции. Он привлек Ивана Вавилова к организации сбыта мануфактурных товаров, где природный ум и организаторские способности молодого коммерсанта проявились в полной мере. Особенно упрочилось его положение после того, как он женился на племяннице Н. В. Васильева - дочери его родной сестры Домны Васильевны и художника-гравера Михаила Аносовича Постникова - Александре Постниковой, матери будущих академиков (1884). И. И. Вавилов оказывает все большее влияние на учет товарной продукции мануфактуры и на связи с оптовыми фирмами, т. е. на те области деятельности, которые полностью сосредоточены в руках самих Прохоровых и Васильевых.
Бурный рост производства в России последних десятилетий 19 в., увеличение спроса на продукцию Прохоровской мануфактуры потребовали перестройки товарооборота. Возможности товарного амбара на самой фабрике, где продукция отпускалась большим московским оптовым фирмам, а также по заказам Петербурга. Риги, Одессы и других городов, а также магазинов в Верхних торговых рядах городской части Москвы, где осуществлялась розничная торговля, уже были недостаточны для удовлетворения возросшего спроса. Простое расширение как крупной, так и мелкой оптовой торговли вело лишь к обогащению перекупщиков и торговцев, не связанных и производством. Чтобы предотвратить намечавшийся разрыв в производстве и реализации Прохоровской продукции, Вавилов предложил резко расширить число иногородних отделений и создать специальную торговую фирму, юридически свободную от Прохоровской мануфактуры, но всецело направленной на реализацию ее товаров. Реализуя это предложение, в 1889 создает отделение в Баку, в 1892 - в Варшаве, в 1898 - в Коканде. С 1 января 1890 начинает свою деятельность Торговый Дом "Братья Н. и А. Удаловы и И. Вавилов" по продаже изделий Товарищества Прохоровской Трехгорной Мануфактуры. Вместе с утверждением торгового дома И. И. Вавилов и его компаньоны получают звание купцов 2-й гильдии.
По мере расширения торгово-предпринимательской деятельности растет и авторитет Вавилова в среде московского купечества. В 1908 в результате бурной предвыборной компании он был избран как представитель московского торгового сословия гласным Московской Городской Думы. Он был гласным в течение двух ее созывов - 1909-1912 и 1913-1916. Журналы Московской Городской Думы, стенографические отчеты о ее собраниях, а также отчеты о деятельности МГД содержат значительный материал, характеризующий общественную деятельность Вавилова.
Он выступал против введения новых налогов, протестовал против отмены учащимся "льготных билетов на проезд по городским железным дорогам", добился первоочередной постройки линии трамвая не в дачные Сокольники, а в рабочее Дорогомилово и т. д. В официальном отчете о деятельности городской думы созыва 1909-1912 гг., подготовленном группой "беспартийных и умеренных избирателей" отмечалось, что Дума "впервые подняла целый ряд вопросов об окраинном благоустройстве" Москвы, что благодаря данному составу почти все окраины снабжены сетью городского водопровода, расширена сеть трамвайных линий и т.п. На одном из заседаний Думы врачу Н. Л. Богоявленскому и И. И. Вавилову выражалась глубокая благодарность "за то участие, которое они приняли в окраинах".
И. И. Вавилов выступил инициатором постановки в Московской Городской Думе вопроса о доходности городских имуществ. Эта инициатива встретила столь широкую поддержку, что была включена в приговор Думы за 1910 г. Среди мероприятий, осуществленных по предложению созданной для решения данного вопроса комиссии, было упразднение Тверского и Городского полицейских домов и отведение их участков под строительство доходных домов.Этой же комиссией Вавилов продолжал руководить и в следующий срок своего пребывания в Думе, а так же входил в состав "военного совещания".
В думских выборах 1917 Вавилов не участвовал, т. к. гласные избирались по партийным спискам, а он ни к какой политической партии не принадлежал.
Жизнь семейства Вавиловых была непроста. Отец был постоянно занят своим "делом" и выполнением общественных обязанностей, но следил, чтобы в доме было все "как у людей". "Было немало плохого в детстве, юношестве - писал Николай Иванович Вавилов. - Семья, как обычно в торговой среде, жила несогласно, было тяжело иногда до крайности".
Имея торговый дом и признанный авторитет, Вавилов страстно желал создать семейную торговую фирму. Именно поэтому оба сына - и Николай, и Сергей - были определены учиться в Московское коммерческое училище. Но Николай категорически отказался заниматься торговой деятельностью, заявив: "Хочу быть биологом". Тогда в 1910 И. И. Вавилов основал товарищество "Удалов и Ипатьев", где он был председателем правления, а муж старшей дочери Александры Н. А. Ипатьев вошел в состав директоров. Но брак был непрочным, и в 1912 семья распалась. В составе руководства реорганизованного товарищества "Н. Удалов и И. Вавилов" в 1912-1913. кандидатом в директора числился Сергей Иванович Вавилов. Однако в 1913 появляется его первая научная публикация, и он полностью переключается на научную деятельность. В издании "Статистика акционерного дела России" указано, что оборотный капитал товарищества составлял ок. 7 млн. руб.
После Октябрьской революции и национализации И. И. Вавилов эмигрировал, жил в Болгарии. После длительных хлопот Н. И. Вавилову удалось добиться разрешения на его возвращение в СССР в 1928. Но он приехал больным и через несколько дней умер (похоронен в Александро-Невской Лавре).
Необходимо отметить, что в 1940 при фабрикации дела академика Н. И. Вавилова именно с упоминания об отце начиналось постановление на его арест, подписанное Берией.