Иван Иванович Масленников родился 3 (16) сентября 1900 года на станции Чалыкла (ныне Озинский район Саратовской области). Окончил двуклассное министерское железнодорожное училище. С 1915 по 1917 годы работал телеграфистом станции Чебышево Урало-Илецкой железной дороги, а в 1917 году — телеграфистом станции Уральск, а затем станции Красный Кут Рязано-Уральской железной дороги.

Первая мировая и Гражданская войны

Во время Февральской революции И.И. Масленников участвовал в разоружении жандармов на Урал-Илецкой железной дороге. После возвращения отряда по заданию Краснокутского ревкома, сформировал новый красногвардейский отряд.

В Красной Армии с марта 1918 года. С марта 1918 года по 1919 год – начальник команды связи 1-й Украинской стрелковой дивизии; в марте-июне 1919 года – начальник связи 199-го стрелкового полка; в июне 1919-1920 годах – начальник команды конных разведчиков, командир конной сотни 199-го стрелкового  полка; в марте-июне 1920 года – командир конной группы, помощник командира 67-го стрелкового  полка; в июне-августе 1920 года – командир 126-го кавалерийского полка. Участник Гражданской войны. В 1918-1921 годах сражался против Деникина и Врангеля в составе 9-й армии и 2-й Конной армии Южного и Западного фронтов, воевал на Кубани и в Закавказье.

Межвоенный период

С августа 1920 года И.И. Масленников временно исполнял должность командира бригады 12-й кавалерийской дивизии, а затем командовал 3-й кавалерийской бригадой. В 1922 году был назначен на должность помощника командира эскадрона 79-го кавалерийского полка, затем — на должность командира эскадрона 79-го кавалерийского полка, а вскоре — на должность командира Отдельного кавалерийского эскадрона.

В декабре 1943 года генерал-полковник И.И. Масленников командовал 8-й гвардейской армией (3-й Украинский фронт), а с декабря 1943 года — 42-й армией (Ленинградский фронт). 42-я армия под командованием И.И. Масленникова отличилась в ходе Ленинградско-Новгородской операции, в ходе которой наряду с 2-й ударной армией прорвала оборону противника южнее Пулковских высот, завершила окружение и уничтожение красносельско-ропшинской группировки противника.

В марте 1944 года И.И. Масленников был назначен на должность заместителя командующего Ленинградским фронтом, а с 21 апреля по 16 октября 1944 года командовал 3-м Прибалтийским фронтом. Войска фронта под командованием И.И. Масленникова успешно участвовали в Псковско-Островской, Тартуской и Рижской операциях, освобождая Прибалтику от немецких захватчиков.

В августе 1945 года был назначен на должность заместителя Главнокомандующего советских войск на Дальнем Востоке.

И.И. Масленников вместе с Маршалом Советского Союза А.М. Василевским принимал непосредственное участие в разработке плана операции по разгрому Японии и внёс ряд ценных предложений в план разгрома Квантунской армии. Во время боевых действий находился на решающих направлениях, оказывая помощь командованию фронтов и армий. 

Указом Президиума Верховного Совета СССР от 8 сентября 1945 года за личное мужество и умелое руководство фронтами в период разгрома японской Квантунской армии, генералу армии И.И. Масленникову присвоено звание Героя Советского Союза с вручением ордена Ленина и медали «Золотая Звезда».

Послевоенная карьера

В октябре 1945 года И.И. Масленников был назначен на должность командующего Бакинским военным округом, а в мае 1946 года — на должность командующего Закавказским военным округом.