Проф. Иван Димитров завършва Медицинския университет – Варна през 2002 г. От 2007 г. е специалист по нервни болести. До 2021 г. работи като невролог в Първа клиника по нервни болести, УМБАЛ „Св. Марина“ – Варна. Притежава квалификация по невропсихология, електроенцефалография, евокирани потенциали, доплерова сонография. Професионалните и научни интереси на проф. Димитров са в областта на когнитивните нарушения и деменциите, множествената склероза, епилепсията и др.

Защитава дисертационен труд за придобиване на образователна и научна степен „доктор“, организирайки първото проучване на разпространението на деменциите в България, както и за научна степен „доктор на науките“, фокусиран върху нарушенията на когнитивните функции и мозъчния обем при пациенти с множествена склероза. Последователно заема длъжностите асистент, старши и главен асистент в Катедрата по нервни болести на Медицински университет – Варна. От 2013 г. е доцент, а от 2018 г. – професор. От 2013 до 2021 г. е първоначално ръководител на Катедрата по здравни грижи, а след това директор на Филиала на университета в гр. Сливен. Има издадени две авторски монографии, съавтор е в учебници и учебни помагала.

Проф. Димитров ръководи клиниката по нервни болести в МБАЛ ‚Сърце и Мозък‘ Бургас.