Родился 30 июня 1915 года в селе Александровка Саратовской губернии. Окончил 7 классов, после призыва в 1934 году в ряды Красной армии получил направление в Сталинградскую военную авиационную школу, которую окончил в 1937 году.

Служил в авиации Западного особого военного округа, в 1940 году участвовал в советско-финляндской войне.

Свою первую победу одержал в боях под Москвой, сбив под Волоколамском Ю-88. В начале 1942 года на его личном счету было уже 6 уничтоженных самолетов противника.

6 февраля 1943 года протаранил «Фокке-Вульф» и сумел выпрыгнуть из своей вошедшей в штопор машины.

С осени 1942 года капитан Холодов сражается в рядах 434-го полка особого подчинения.

В ноябре 1943 года майор Холодов назначен командиром 32-го полка.

К тому времени он провел 395 боевых вылетов, из них 70 — на штурмовку, в 85 воздушных боях сбил 15 самолетов противника.

К концу войны он довел число боевых вылетов до 480, а свою последнюю, 26-ю победу одержал в небе над Прагой.

После войны продолжил службу в ВВС. В 1958 году окончил Высшие курсы при Военной академии Генштаба.

Демобилизовался в звании генерал-майора в 1970 году.

Жил в Москве, работал в системе Гражданской обороны.

И. М. Холодов умер 29 января 1992 года.

Герой Советского Союза (04.03.1942).

Награжден орденом Ленина, пятью орденами Красного Знамени, орденами Суворова 3-й степени, Александра Невского, двумя орденами Отечественной войны 1-й степени, орденом Трудового Красного Знамени, двумя орденами Красной Звезды, медалями.