Родился в 1948 г. Окончил химический факультет СПбГУ в 1971 г. и с этого времени работал сотрудником Музея-архива Д. И. Менделеева и кафедры квантовой химии. С осени 1991г. и по настоящее время работает в должности начальника Отдела «Музей-архив Д.И. Менделеева» Музейного комплекса СПбГУ.
Является признанным в России и за рубежом специалистом в области истории науки, автором свыше 150 научных работ, в том числе 10 монографий.
Работы И. С. Дмитриева посвящены актуальным проблемам истории естествознания и охватывают широкий круг тем:
— интеллектуальная революция XVI–XVII вв.;
— наука в культуре XVIII в.;
— история теоретической органической химии и атомно-молекулярного учения;
— история квантовой химии;
— российские научные школы;
— жизнь и деятельность Д. И. Менделеева.
В Музее-архиве Д. И. Менделеева под его руководством проходили стажировку молодые специалисты из Японии (Масанори Кайдзи), Канады (Марк Буторак) и США (Майкл Гордин).
И. С. Дмитриев входит в состав редколлегий журналов «Общая химия» (Россия) и HistoryofScience (Великобритания), является членом HistoryofScienceSociety (США).
И.С. Дмитриев с 2004 г. читает лекции по истории и философии науки в СПбГУ (студентам и аспирантам Химического факультета и Факультета философии и политологии СПбГУ) и в СПб Академии постдипломного педагогического образования.
