В 1924 г. закончил вечернюю школу в Иркутске. В 1927–1930 гг. И. С. Вдовин работал в с. Карага на Камчатке, в эти годы он выучил корякский язык. В 1930-м году по командировке Дальневосточного комитета Севера направлен в Ленинград для получения высшего образования на Северное отделение Ленинградского государственного педагогического института, где он освоил под руководством Г. А. Богораза чукотский язык и работал вместе с ним над созданием первого чукотского букваря. После второго курса в 1932-м году он был командирован на Чукотку для внедрения этого букваря. На Чукотке И. С. Вдовин провел две зимы, где он вел преподавание на чукотском языке в кочевых школах. В этот же период он заинтересовался историей и этнографией чукчей. В 1934-м году он возвратился в Ленинград и перевелся на Северное отделение Ленинградского института философии, литературы и истории и специализировался по корякскому и чукотскому языкам. ЛИФЛИ позже был преобразован в факультеты ЛГУ, и в 1937-м И. С. Вдовин закончил лингвистический факультет ЛГУ. В 1941-м защитил в Институте истории АН СССР кандидатскую диссертацию «История русско-чукотских отношений до XX века».

С 1946 г. И. С Вдовин начал по совместительству работать в секторе языков народов Севера Института языка и мышления, с 1953 года Институт (который в это время был уже Ленинградским отделением Института языкознания АН СССР) становится основным местом работы И. С. Вдовина.

В 1956-м году И. С. Вдовин перешел в Ленинградское отделение Института этнографии АН СССР, в 1965-м году он защитил докторскую диссертацию по монографии «Очерки истории и этнографии чукчей».

И. С. Вдовин является автором целого ряда учебных пособий на чукотском языке (букварь для подготовительного и первого класса чукотской школы, букварь для взрослых и т.д.), автором известных работ по истории и этнографии палеоазиатских народов.