Иван Пантелеймонович Федоров родился в городе Керчи.

Отец был военным, дослужился до звания генерал-майора морского ведомства. В семье Федоровых было пять сыновей. Сын Иван воспитывался в юнкерских классах в городе Николаеве. Учился в Императорской Академии художеств и в 1868 году получил звание неклассного художника .
Иван Пантелеймонович продолжил учебу в Академии и 4 ноября 1883 года окончил теоретический и практический курсы при Санкт-Петербургской ИАХ с медалями первого и второго достоинств. Определением совета Академии он был возведен в звание классного художника ИАХ . На этих медалях в то время вырезались имя, фамилия удостоенного и год получения. В августе того же года И. П. Федоров-Керченский женился на девице Екатерине Ивановне Васильевой, дочери купца 2-й гильдии. Имел детей: сына Пантелеймона, рождения 23 июля 1886 года, и дочерей — Антонину, родившуюся 4 сентября 1884 года, и Ольгу, родившуюся 4 мая 1888 года. Жена и дети православного исповедания .
В послужном списке И. П. Федорова графа «Прохождение службы» начинается необычно: «Поступил от родителей юнкером флота в Черноморский экипаж с 9 июня 1871 г. и с этого времени считается действительная служба» , в гардемарины произведен 31 марта 1874 года и зачислен в состав «Черноморского Флотского Его Императорского Высочества Генерал Адмирала экипаж» . В следующем году произведен в мичманы, а через шесть лет в лейтенанты . В этом чине через десять лет был уволен со службы по болезни с мундиром и пенсией, с награждением чином капитана 2 ранга . За время службы на Черноморском флоте в течение 18 лет и 7 месяцев имел награду за отличие, проявленное при устройстве минных заграждений при занятии Мачина на реке Дунай во время русско-турецкой войны, орден Св. Станислава 3-й степени с мечами и бантом (11 июня 1877 г.), светло-бронзовую медаль в память турецкой войны 1877–1878 годов (17 апреля 1878 г.), орден Св. Анны 4-й степени с надписью «За храбрость» (18 августа 1878 г.)
В послужном списке в графу «Прохождение службы» занесена учеба в ИАХ, по окончании которой в 1883 году Иван Пантелеймонович принимал участие в гидрографических работах 1884–1886 годов на съемках Северного и Кавказского берегов Черного моря на шхунах «Редут Кале» и «Босиборы» .
В одном из живописных уголков Южного берега Крыма, на мысе Ай-Тодор, находится старейший маяк Черного моря — Ай-Тодорский. Основан в 1835 году по инициативе выдающегося мореплавателя и флотоводца вице-адмирала М. П. Лазарева. Маяк расположен на территории древней римской крепости Харакс (I в. н. э.), которая является археологическим памятником. На этом маяке в течение двадцати лет (с 21 июня 1891 г. по 1911 г.) вольнонаемным смотрителем работал отставной капитан 2 ранга Иван Пантелеймонович Федоров. Содержание его составляло 800 рублей в год, пенсия — 386 руб. 16 коп. Команда маяка была вольнонаемной — двое мужчин и одна женщина .
В эти годы Иван Пантелеймонович активно занимался живописью. Он совмещал ответственную работу на маяке с увлечением живописью, участием в художественных обществах, выставках. Дома, на маяке, художник создал много работ, запечатлевших окружающий пейзаж, море.
Несмотря на занятость, Иван Пантелеймонович находил время для участия в работе художественных объединений. В 1881 году в Санкт-Петербурге было создано общество «Мюссаровские понедельники» (до 1904 г. — Общество для вспомоществования сиротам и семействам художников, требующих призрения; в 1904–1912 гг. — Общество для оказания помощи семействам художников). И. П. Федоров-Керченский был действительным членом этого общества.
«Понедельные собрания проходили в особняке на Английской набережной № 6 и обычно начинались с совместного рисования. Исполненные на них работы разыгрывались в лотереях, а вырученные средства составляли благотворительный фонд для выплаты единовременных пособий и пенсий опекаемым семействам. За рисовальной частью вечера следовала концертная, на которую приглашались артисты оперы, балета и драматической сцены». Многие художники одновременно входили в другие петербургские объединения, в их числе был И. П. Федоров-Керченский.
В конце 1903 года в результате внутреннего конфликта в обществе произошел раскол и его покинула большая группа художников во главе с председателем Р. А. Бергольцем (М. А. Беркос, И. С. Галкин, И. Е. Крачковский, Э. К. Липгарт, А. А. Писемский, Н. А. Сергеев, И. П. Федоров-Керченский, Р. Ф. Ференц, В. К. Штембер и др.) . Эта группа вскоре организовала Товарищество художников (1904–1924), стоявшее на сходной идейно-художественной платформе и представлявшее собой коммерческое выставочное объединение.
С 1904 года товарищество весной устраивало «годичные» выставки, а с 1909-го и «осенние» выставки, пользовавшиеся успехом у публики. Иван Пантелеймонович был действительным членом этого товарищества и принимал участие в проводимых выставках.
После оставления работы на Ай-Тодорском маяке Федоров-Керченский активно включился в общественную деятельность. Используя столичный опыт, он принимает участие в создании художественных обществ в провинции.
В 1912 году местными художниками был основан севастопольский художественный кружок «Среда» (1912–1914) с целью «...распространения художественного образования и развития художественного вкуса в обществе». Одной из его задач ставилась забота об охране памятников старины. К началу 1913 года кружок объединил более 130 членов. Основной формой его работы стали совместные рисовальные вечера по средам. 12 февраля того же года по инициативе художников В. П. Жукова, М. Н. Протопопова и И. П. Федорова-Керченского кружок провел художественный вечер, сбор от которого пошел в фонд организуемых при нем рисовальных классов. Впоследствии планировалось учредить мастерскую художественных ремесел и музей. Помощь в этом намеревался оказать известный меценат князь Н. А. Гедройц. В марте 1913 и марте 1914 года кружок провел выставки, в которых участвовали М. А. Алисов, С. В. Бакалович, Н. Д. Дмитриев-Оренбургский, С. М. Дудин, В. И. Жуков, Ф. С. Зозулик, К. Я. Крыжицкий, М. Н. Протопопов, И. П. Федоров-Керченский, В. А. Фельдман и др.
Иван Пантелеймонович принимал участие во многих выставках. Так, на академической выставке в 1888 году экспонировал картину «Прибытие парохода «Эльбрус» в Одессу с Великим князем Алексеем Александровичем в 1887 г.» На VIII выставке Товарищества южно-российских художников в 1897 году в Одессе представил морские пейзажи.
В 1901 году на выставке художников-маринистов в Москве были выставлены три картины И. П. Федорова-Керченского: «Смотр кораблей ЧФ в Севастополе», «Возвращение французской эскадры», «Военные корабли в Ялте».
В Государственном Русском музее имеется две его картины, поступившие в 1930 году из Эрмитажа: «Пароход у императорской пристани» (м. х. на картоне, 49,5 х 39,5 см, инв. № ЖБ 571) и «Вид на Южном берегу Крыма» (м. х. 34 х 25,5 см, инв. № Ж 1140).
В 1974 году в Севастопольский художественный музей им. М. П. Крошицкого поступили этюды И. П. Федорова-Керченского из частной коллекции жителя Севастополя М. И. Селиванова, который был любителем искусства и собирал произведения крымских художников. Как к нему попали работы Ивана Пантелеймоновича — неизвестно.