Доктор медицины, доктор зоологии. Член-корреспондент, почётный член Санкт-Петербургской академии наук.

Создатель первой российской физиологической научной школы и естественно-научного материалистического направления в психологии.

Член Московского психологического общества при Московском университете.

В 1843-1948 гг. учился в Главном инженерном училище.

В 1848-1950 гг. служил во 2-м резервном сапёрном батальоне в Киев.

В 1856 г. окончил медицинский факультет Императорского Московского университета. Помимо медицинских дисциплин, интересовался философией, психологией, историей и театром, участвовал в работе литературного кружка.

В 1856-1860 гг. за свой счёт совершенствовал образование за границей. В 1856-1857 гг. в Берлине в частной химической лаборатории Зонненштейна изучал качественный и количественный анализ; в физиологической лаборатории И. П. Мюллера и его ученика Э. Г. Дюбуа-Реймона И.М. Сеченов вместе с дерптским доктором К. В. Купфером проводил опыты Пфлюгера со спинномозговыми рефлексами и опыты с гальваническими явлениями на мышцах и нервах лягушки; в лаборатории медицинской химии при Анатомо-патологическом институте изучал состав животных жидкостей, исследовал выдыхаемый воздух на алкоголь, влияние на организм алкогольного отравления, опьянение вдыхаемыми парами алкоголя. Слушал лекции профессоров И. П. Мюллера — по сравнительной анатомии половых органов позвоночных, Э. Г. Дюбуа-Реймона — по физиологии, Г. Г. Магнуса — по экспериментальной физике для медиков и фармацевтов, Г. Розе — по аналитической химии, Ф. Гоппе-Зейлера — по гистологии, а также брал частные уроки итальянского языка. В 1857 г. в Лейпциге в физиологической лаборатории О. Функе изучал влияние алкоголя на азотистый обмен в теле (на себе), на мышцы и нервную систему (на лягушках), а также повторил опыты Клода Бернара, в которых нашел ошибку. Описание собственных опытов, с поправкой замеченной ошибки Бернара, стало его первой опубликованной научной работой. В 1858 г. в Берлине в лаборатории Ф. Гоппе-Зейлера занимался количественным анализом желчи, в лаборатории профессора Медико-хирургической военной академии физиолога К. Людвига в Вене занимался исследованием газов крови и поглощением газов жидкостями, соорудил первый ртутный насос для выкачивания газов из крови и описал его в работе «Beitr?ge zur Pneumatologie des Blutes» («К вопросу о пневматологии крови», 1859), утвердившей учение о газах крови и сделавшей его достаточно известным учёным в зарубежных лабораториях. Слушал лекции К. Людвига по кровообращению и иннервации кровеносных сосудов. В 1859 г. в Гейдельберге работал одновременно в двух лабораториях: у профессора Гейдельбергского университета Р. В. Бунзена занимался анализом газов и алкалиметрией, прослушал курс неорганической химии, а в лаборатории Г. Л. Гельмгольца провёл четыре важных исследования: влияние раздражения блуждающего нерва на сердце, исследование по физиологической оптике, изучение скорости сокращений мышц лягушки, изучение с помощью своего насоса содержащихся в молоке газов.

Итогом зарубежной стажировки И.М. Сеченова стала докторская диссертация по теме «Материалы для будущей физиологии алкогольного опьянения», которую он защитил в 1960 г. в Императорской медико-хирургической академии (ИМХА), получив степень доктора медицины.

В 1860-1870 гг. преподавал в ИМХА. В 1860 г. назначен адъюнкт-профессором, в 1861 г. избран экстраординарным профессором, в 1864 г. - ординарным профессором. (В 1862-1863 г. учился и работал в лаборатории Клода Бернара в Париже.) Читал лекции по электрофизиологии, кровообращению, дыханию, всасыванию веществ из пищеварительного канала, отделения, пластике тела и мышечной физиологии. Организовал в ИМХА одну из первых в России физиологических лабораторий, где занимался экспериментальной физиологией и исследовал физиологию нервной системы. В те годы лаборатория была центром исследований в области физиологии, а также фармакологии, токсикологии и клинической медицины. В 1870 г. демонстративно уволился из академии, выступая против несправедливости руководства академии и своих коллег по отношению к женщинам-исследователям и И.И. Мечникову.

В 1870 г. получил без защиты диссертации звание доктора зоологии honoris causa, которая позволила ему стать в 1871 г. профессором физиологии на естественном отделении физико-математического факультета Императорского Новороссийского университета в Одессе. С февраля 1871 г. - экстраординарный, с марта 1871 г. — ординарный профессор. В 1872 г. участвовал в создании кафедры физиологии человека и животных (существующей по настоящее время в составе Одесского национального университета им. И.И. Мечникова), где вел исследования и преподавал до 1876 г.

В 1874 г. получил чин действительного статского советника.

В 1873-1876 гг. был вице-президентом Новороссийского общества испытателей природы.

В 1876 г. вернулся в Санкт-Петербург, в должности ординарного профессора преподавал на кафедре физиологии Императорского Санкт-Петербургского университета, где также основал физиологическую лабораторию. Принимал участие в создании Бестужевских высших женских курсов и в 1878 г. читал там лекции по физиологии.

С 1889 г. преподавал на медицинском факультете Императорского Московского университета, в должности приват-доцента на кафедре физиологии. Член Московского психологического общества при Московском университете. В 1891 г. возглавил кафедру нормальной физиологии в звании ординарного, а с 1896 г. — заслуженного профессора. Вышел в отставку в 1901 г., сохранив право на работу в созданной его усилиями физиологической лаборатории.

Исследования И.М. Сеченова сделали Россию мировым центром развития представлений о механизмах работы головного мозга. Труды Сеченова оказали огромное влияние на развитие отечественной и мировой физиологии, на утверждение естественно-научных представлений о человеке, его психической организации и поведении. Идеи и открытия Сеченова были положены в основу активно развивавшихся впоследствии нейрофизиологии, физиологии труда, физиологии экстремальных состояний и других областей.

Научная деятельность Сеченова охватывала широкий круг физиологических и психологических проблем: физиология дыхания, обмен веществ, газообмен, нервно-мышечная физиология. Активно изучал физиологию мышечной деятельности и мышечного утомления, проводил исследования газообмена у человека в разных условиях, на основе которых оцениваются энергетические траты организма, исследовал механизм спинномозговых рефлексов, центры, задерживающие рефлексы, иннервацию сердца, гальванические явления в спинном и продолговатом мозгу лягушки, вопрос о почечном кровообращении, некоторые вопросы пищеварения, флуоресценцию глазных сред и многое другое. Сеченов обогатил науку целым рядом весьма важных физиологических открытий и внёс большой вклад в изучение центральной нервной системы, где ему принадлежат фундаментальные открытия, составляющие основу всех форм мозговой деятельности.

В 1862-1863 гг. в результате экспериментов обнаружил, что в головном мозге лягушки существуют центры, из которых выходят тормозящие влияния на отражательную деятельность спинного. Это открытие он назвал центральным торможением, то есть нервная деятельность состоит из двух процессов — раздражения и торможения. Феномен центрального торможения, влияние нервных центров головного мозга на задержку двигательной активности организма, был положен в основу учения о взаимоотношении организма и среды, дал физиологическое обоснование психической деятельности, как нервного механизма, обусловливающего способность человека противостоять внешним влияниям. Сеченов описывает рефлекторную природу деятельности человека и показывает, что в основе психических явлений лежат физиологические процессы, которые могут быть изучены объективными методами.

Описание этого явления изложено в книге «Рефлексы головного мозга». Первоначально этот научно-популярный психофизиологический трактат назывался «Попытки свести способ происхождения психических явлений на физиологическую основу» и планировался к публикации в журнале «Современник», но публикация была запрещена и разрешена только с изменением названия на «Рефлексы головного мозга» — в 1864 г. в качестве статьи в малоизвестном издании «Медицинский вестник». В 1866 г. была издана книга «Рефлексы головного мозга», но не прошла цензуру, и весь тираж был арестован. Направленный против устоявшегося религиозно-мистического представления о человеке и его деятельности, труд Сеченова был встречен как вызов официальному мировоззрению, основанному на христианской религии, получил широкий резонанс в общественных кругах и вызвал полемику о сущности психической деятельности. В течение года после издания книги шли переговоры между министерствами внутренних дел и юстиции об уничтожении книги и предании автора суду по статье 1001 Уложения о наказаниях, карающей авторов сочинений, которые «имеют целью развращение нравов и явно противны нравственности и благопристойности». Несмотря на крайне резкую оценку книги защитниками православия, министру юстиции князю С.Н. Урусову удалось убедить министра внутренних дел П.А. Валуева не затевать гласный уголовный процесс против её автора и издателя, чтобы не привлекать лишнего внимания общества. Арест был снят, и в 1871 году в Санкт-Петербурге вышло второе издание, но еще в 1894 г. книга числилась в списках запрещенных для хранения в библиотеках.

В первой половине 1870-х гг. И.М. Сеченов установил, что при частом раздражении нерва исчезают признаки возбуждения, и сделал вывод, что в периферийных нервах, как и в центральной нервной системе, процессы возбуждения сменяются процессами торможения.

И.М. Сеченов выдвинул первую в отечественной науке программу построения психологии как самостоятельной науки на основе объективного метода («Кому и как разрабатывать психологию?», 1873), в отличие от представлений о психологии как науке о явлениях сознания, данных субъекту в его внутреннем наблюдении (интроспекции). Наиболее адекватным в изучении психической деятельности Сеченов считал генетический подход, то есть анализ развития психики в процессе жизни человека. В своих исследованиях Сеченов отстаивал положение о том, что принципы научного познания, сложившиеся в естествознании, такие как принцип детерминизма, экспериментальный метод и др., применимы и к душевным явлениям, но с учётом их специфики по сравнению с нервными процессами.

В конце 1880-х - начале 1890-х гг. открыл и описал явление суммации в нервной системе, показал наличие ритмических биоэлектрических процессов в центральной нервной системе, обосновал положение о ведущем значении процесса обмена веществ в осуществлении процесса возбуждения.

Исследовал вопросы трудовой деятельности человека, в том числе физиологические основы длины рабочего дня. Сконструировал двуручный эргограф (1903), который регистрировал мышечные движения приближенные к трудовым действиям, результаты показали, что утомленные мышцы быстрее восстанавливаются во время активного отдыха (путем сравнения восстановления руки через активный и пассивный отдых), это явление также имеет название «феномен Сеченова».

И.М. Сеченов создал крупную школу учёных, внёсших большой вклад в различные области физиологии. Среди его учеников — физиологи Н.Е. Введенский, Б.Ф. Вериго, Н.П. Кравков, В.В. Пашутин, С.С. Салазкин, П.А. Спиро, И.Р. Тарханов, первая в России женщина-врач — хирург-акушер Н.П. Суслова, офтальмолог М.А. Бокова и многие другие. Был активным сторонником развития женского образования.

Основные работы:

• Сеченов И.М. Автобиографические записки Ивана Михайловича Сеченова. — М.: Науч. сл., 1907. — 198 с; М.: Изд-во АН СССР, 1945. — 184 с.
• Сеченов И.М. Рефлексы головного мозга. — СПб, 1866 (весь тираж был отпечатан, представлен в цензуру и арестован).
• Сеченов И.М. О животном электричестве. — СПб: Изд. Военно-мед. департ., 1862. — 227 с.
• Сеченов И.М. Очерк рабочих движений человека: Прил. к собр. соч.. — М.: Имп. Моск. ун-т, 1906. — IV, 139 : ил. с.
• Сеченов И.М. Предметная мысль и действительность. — 1902.
• Сеченов И.М. Психологические этюды. — СПб: Тип. Ф. С. Сущинского, 1873. — 233 с.
• Сеченов И.М. Физиологические критерии для установки длины рабочего дня // Известия Императорского общества любителей естествознания, антропологии и этнографии. — М.: Тип. М. Г. Волчанинова, 1894. — Т. 78, вып. 2. — С. 42—44.
• Сеченов И.М. Собрание сочинений: Т. 1-2. — М.: Имп. Моск. ун-т, 1906-1908.
• Сеченов И.М. Физиологические очерки. — В 2-х ч. — СПб: Тип. И. Н. Скороходова, 1898.
• Сеченов И.М. Физиология нервной системы. — Тип. А. Головачева, 1866. — 503 с.
• Сеченов И.М. Физиология нервных центров (Из лекций, читанных в собрании врачей в Москве, в 1889–1890 гг.). — СПб: Изд-во Л. Ф. Пантелеева, 1891. — 229 с.
• Сеченов И.М. Элементы мысли // Вестник Европы. — 1878.; 2-е изд., доп. — М.: Ред. журн. "Научное слово", 1903. — 125 с.
• Setschenow I., Schaternikoff M. Ein Beitrag zur Gasanalyse // Zeitschr. f?r physyk. Chemie. — Leipzig, 1895. — Вып. XVIII, № 4.
• Setschenow I. Ueber die Absorbtion der Kohlensauren durch Salzlosungen. — SPb: Mem. de l'Acad. d. Sciences de St.-Petersb. — 1886. — T. XXII, № 6, 1875.
• Dr. J. Setschenow. Physiologische studien ?ber die Hemmungsmechanismen f?r die reflexth?tigkeit des R?ckenmarks im gehirne des Frosches. — Berlin: August Hirschwald, 1863. — 51 с.
• Dr. J. Setschenow, B. Paschutin. Neue Versuche am Hirn und R?ckenmark des Frosches. — Berlin: August Hirschwald, 1865. — IV, 96 с.

Награды:

• половинная Демидовская премия за работу «О животном электричестве» (1862)
• кавалер ордена Святой Анны 2-й степени (1870)
• кавалер ордена Святого Владимира 3-й степени (1886)
• кавалер ордена Святого Станислава 1-й степени (1899)

Упоминания в публикациях «Психологической газеты»

• «Революционные» шаги в тупик. К 160-летию публикации статьи «Рефлексы головного мозга»
• Отечественная психология в условиях развития глобальных процессов
• Интервью с А.Г. Асмоловым о будущем психологии
• Анохин Петр Кузьмич: данные биографии #1
• М.М. Решетников: «Приход к психоаналитику — это путь к себе»
• Пути развития когнитивной и педагогической психологии: к 100-летнему юбилею научной школы С.Л. Рубинштейна
• Воля и произвольность: опыт междисциплинарного исследования
• О науке и жизни. Интервью с выдающимися российскими учеными-психологами: Н.И.Чуприкова
• Образ будущего у людей, имеющих обязательства по ипотечному кредитованию
• Советская психология в условиях Великой Отечественной войны
• Российская психологическая наука в полиментальном мире
• М. Решетников: «Психотерапевт — человек, который привязан к пациентам и креслу»
• О психотерапевтической причастности к родному (к помощи российским психастеническим пациентам)
• Памяти Соломона Григорьевича Геллерштейна (К 125-летию со дня рождения)
• Психология развития человека: цели психического развития
• К юбилею Петра Викторовича Морозова
• Российская психология и российская психотерапия: единство и борьба противоположностей
• Технологии виртуальной реальности: методологические аспекты, достижения и перспективы
• Неустранимый разброс (к юбилеям В.П. Зинченко и Н.А. Бернштейна)
• Проблема возвращения категории «души» в научную психологию
• В. Аллахвердов о поиске причин сознания в физиологии, биологии и медицине
• Этапы 100-летнего развития психологической науки