Фильмография этого актёра насчитывает больше 60 работ, но зрителям он запомнился, прежде всего, ролью старшего помощника капитана в картине «Полосатый рейс», да ещё в качестве заведующего отделом готового платья в ленте «За витриной универмага».
Фильм «Полосатый рейс» стал настоящей классикой советского кино, которая заставила пересмотреть понятие комедии. Критики единогласны и сегодня: это кинотворение режиссёра Владимира Фетина – уникальное произведение искусства, которое пересматривают и через полвека после выхода на экраны, восхищаясь невероятным мастерством актёров, снявшихся в фильме.
В жизни Ивана Дмитриева главное место занимал театр, где он сыграл больше 200 ролей. Судьба не раз испытывала актёра на прочность, особенно в последние годы его жизни.
Сниматься Дмитриев начал в 1939-м. Однако первое время в профессии, как у многих новичков, было разминочным: на экране актер появлялся в основном в эпизодах и второстепенных ролях.
Да и сниматься много не пришлось — актер участвовал в Финской войне, в Великой Отечественной, причем не только во фронтовых бригадах, но и на передовой. За что был награжден боевыми орденами и медалями.
Первой женой Дмитриева стала актриса Александра Дэльвин. Они познакомились в 1938 году в Театре Краснознаменного Балтийского флота, где оба на тот момент служили. Через два года артисты поженились.
В конце 1941 года в блокадном Ленинграде у Ивана Дмитриева и Александры Дэльвин родилась дочь Наталья, но через несколько месяцев умерла. Супруги усыновили четырехлетнего мальчика, а в 1945 году в семье родилась дочь Ксения. После войны Николая, усыновленного ребенка, отыскали родственники и забрали в Ташкент. Дмитриев тяжело переживал расставание с ним.
А в 1951 году брак Ивана Дмитриева и Александры Дэльвин распался. При этом они вместе продолжали служить в Театре имени Комиссаржевской, сохранив очень тёплые взаимоотношения, и вместе занимаясь воспитанием дочери.
Спустя несколько лет Иван Дмитриев женился во второй раз. В 1958 году супруга актёра Галина Григорьевна родила мужу сына Антона. Со второй женой Иван Петрович прожил почти полвека.
Ему было уже 85 лет, когда Галины Григорьевны не стало. Но и это был ещё не последний удар судьбы. Спустя всего 13 дней после ухода жены скоропостижно скончался сын Ивана Дмитриева. Антону было всего 42 года, он просто уснул в кресле и уже не проснулся.
Хоронить близких людей всегда тяжело, а Ивану Дмитриеву оказалось тяжело вдвойне, ведь ушли самые близкие его люди. Актёр очень тосковал, а вскоре у него самого диагностировали онкологическое заболевание лёгких. Знакомые актёра говорили о том, что заболел Иван Петрович от невероятной тоски и отсутствия смыла жизни. В 2003 году главного старпома страны не стало.