На время представления к званию Герой Советского Союза:
- командир взвода 543-го стрелкового полка (120-я стрелковая дивизия, 21-я армия, 1-й Украинский фронт) лейтенант.

Родился 21 мая 1911 года в деревне Павловка ныне Советского района Курской области в крестьянской семье. Русский. В 1920 году, после смерти отца, мать с детьми переехала к родственникам в Иркутскую область. Скоро Иван остался и без матери, воспитывался в Иркутском детдоме. Окончил 7 классов, работал на лесозаготовках в селе Тальаны.

В 1934-1935 годах служил в Красной Армии, в Иркутске. Демобилизовавшись до 1938 года работал на деревообделочном заводе, а затем десятником на лесозаготовках в Усольском районе. Член ВКП(б) с 1940 года. Жил в городе Усолье-Сибирское Иркутской области.

В июне 1941 года был вновь призван в армию Усольским райвоенкоматом. Службу проходил в Забайкальском военном округе. В 1943 году был направлен в военное училище. В 1944 году окончил Подольское пехотное училище, эвакуированное в город Шую Ивановской области. С октябре 1944 года на фронте. Воевал в должности командира стрелкового взвода 543-го стрелкового полка 120-й Гатчинской Краснознаменной стрелковой дивизии. Особо отличился в начале 1945 года в боях при форсировании реки Одер.

В январе 1945 года дивизия вела бои за крупный укрепленный пункт гитлеровцев в Польше - город Оппельн (Ополе, Польша). Взвод лейтенанта Сычева атаковал укрепления и первым ворвался в город. За ним последовала вся рота. Продвигались под сильным огнем противника. Оппельн взяли и закрепились в нем. Действуя стремительно, невзирая на жестокий артиллерийский и минометный обстрел врага, лейтенант Сычев со своим взводом с ходу форсировал Одер и закрепился на западном берегу. Командир умело и быстро организовал оборону, бойцы отбили несколько атак гитлеровцев и удержали захваченный плацдарм. Благодаря стойкости взвода Сычева на западный берег переправилась рота, батальон, а затем и весь полк. В боях на плацдарме 21 января лейтенант Сычев был смертельно ранен и 26 января умер от ран.

Был похоронен на месте боев, в населенном пункте Шуленбург. Позднее перезахоронен на Кутузовском мемориале - воинском кладбище в селе Болевлавице, под городом Болеславец, рядом с останками фельдмаршала Кутузова.

Указом Президиума Верховного Совета СССР от 10 апреля 1945 года за образцовое выполнение боевых заданий командования на фронте борьбы с немецко-фашистским захватчиками и проявленные при этом мужество и героизм лейтенанту Сычёву Ивану Ивановичу посмертно присвоено звание Героя Советского Союза.

Награжден орденами Ленина, Отечественной войны 2-й степени.