Era fiul prințului Cantacuzino și al actriței Maria Filotti si s-a născut la București, în 1908.
Licențiat în medicină și filosofie, dar pasionat de film, Ion I. Cantacuzino publică primele cronici de film la începutul anilor ’30. Creează la Radio România o emisiune de analiză cinematografică în direct, sub denumirea „Cronica cinematografică”.
În 1934 redactează primul său scenariu cinematografic pentru documentarul „România”, regizat de Paul Călinescu și Jean Mihail. În 1935, publică primul volum despre film, „Uzina de basme”.
În 1941, Ion I. Cantacuzino este numit director al Centrului Național al Cinematografiei, creat la sfârșitul anilor ’30. Scrie, regizează și produce o serie de documentare printre care „Castelul Peleș” și „România în lupta contra bolșevismului”(1941), produce filme de ficțiune precum „Odessa în flăcări” (o dramă despre refugiații din Basarabia).
Datorită descendenței sale nobile și atitudinii puternic anticomuniste manifestate în anii celui de-al Doilea Război Mondial, Ion I. Cantacuzino este persecutat de către noua dictatură comunistă și arestat pentru o scurtă perioadă de timp. După eliberare, lucrează ca medic psihiatru la Spitalul Brâncovenesc, până la stingerea din viață, în anul 1975.
