Иван Тупылев родился в 1758 году в семье подмастерья Петергофской бриллиантовой и агатовой мельницы.
В 1764 году родственники определили Ивана в престижное Воспитательное училище при Императорской Академии художеств. Во время обучения в Академии Иван получил первую серебряную медаль (1774), в 1777 году – вторую серебряную медаль, в следующем году он был награждён Малой золотой медалью за картину «Проклятие Хама», а в 1779 году за академическую программную работу «Пророк Илия воскрешает сына вдовицы» ему была присуждена Большая золотая медаль, учрежденная госпожой Ржевской для художников, отличившихся в экспрессии. После окончания курса Академии в 1779 году Иван был отправлен за границу в пенсионерскую командировку. Он совершенствовался в Париже, с 1781 по 1787 год он продолжал обучение под началом известного французского живописца Луи-Жан-Франсуа Лагрене Старшего – директора Французской Академии в Риме. У него Иван научился построению чёткой композиции и светлой палитре, используемых при написании красок.
Первой серьёзной работой Ивана была картина «Крестьянские крестины» (1780), единственная в его творчестве, отражающая быт простого народа. После окончания обучения у Лагрене Иван возвращается в Санкт–Петербург. За написанные им в Париже картины «Убиение Авеля» и «Вулкан приковывает Прометея» в 1784 году он получает звание «назначенный» в академики (аналогично современному званию кандидата наук). В 1785 году Ивану присуждается звание академика за картину «Велизарий, сидящий при дороге в положении просящего милостыню, и с ним мальчик». После этого академическая карьера Иван складывается блестяще. Поступив в Петербургскую академию художеств простым преподавателем, Иван Филиппович в скором времени становится адъюнкт-профессором (современное значение заместитель профессора академии), а в 1800 году ему присуждается звание профессора исторической живописи. В качестве официального признания его заслуг перед престолом, он был назначен руководителем Императорской шпалерной мануфактуры и исполнял свои обязанности в период с 1818 по 1821 год. В начале XIX века Иван выполнил ряд образов для Казанского собора в Санкт–Петербурге. По государственному заказу он работал в 1813 году над серией рисунков, изображающих баталии Отечественной войны 1812 года. Наиболее известными картинами Ивана Тупылева считаются «Велизарий» и исполненные им образа в Казанском соборе Санкт-Петербурга: »Зачатие святой Анны» и «Воспитание Богородицы» (в главном иконостасе) и «Явление воскресшего Христа апостолу Фоме» (в иконостасе правого придела). Также известны его произведения: «Проклятие Хама» (1778), «Пророк Илия воскрешает сына вдовицы» (1779), «Плутовская игра» (1785), «Александр Македонский перед Диогеном» (1787), «Пирам и Фисбе» (1779), «Крестьянские крестины» (1780), «Убиение Авеля» (около 1784), «Портрет графини С.В. Строгановой с сыном Александром» (не ранее 1796). В силу своего образования в Императорской академии художеств Тупылев в первую очередь относится к рангу исторических живописцев. Он также писал портреты людей из царской фамилии и других важных лиц своей эпохи. При написании картин нецерковного содержания его прежде всего привлекала идея выражения человеческих страстей и эмоций или, так называемой, «экспрессии». Как отмечают критики, его картины – это яркие представители русского искусства конца XVIII – начала XIX веков (продолжение западноевропейского искусства XVI – XVII веков).
Работы Ивана Тупылева демострировались на выставках Императорской Академии художеств.
Работы Ивана Тупылева находятся в Государственной Третьяковской галерее, в музее Российской Академии Художеств, Тверской областной картинной галерее, Тульском музее изобразительных искусств, Национальной галерее Республики Коми в Сыктывкаре, в региональных художественных музеях. В основном, художественное наследие Ивана Филипповича рассеяно по частным собраниям и коллекциям.
Иван Тупылев скончался 21 июля (9 по старому стилю) 1821 года в Петербурге.
