Ivan Wyschnegradsky naît le 4 mai 1989 à Saint-Pétersbourg, dans une famille de grande culture. Son père est banquier et compositeur, sa mère est poétesse et son grand-père, mathématicien et ministre des finances. Cet environnement familial favorable le conduit à entreprendre des études de mathématiques à l’Université de Saint-Pétersbourg, puis en parallèle un cursus de droit, de 1912 à 1917. À la même période, il étudie la composition, l’harmonie et l’orchestration auprès de Nikolai Sokolov au Conservatoire de Saint-Pétersbourg et fréquente Scriabine dont la pensée l’influence durablement. Devenu compositeur, ses premières pièces sont remarquées par César Cui.
En 1916, suite à une expérience spirituelle intense, il compose La journée de Brahmâ, (qui devient plus tard La journée de l’existence). Il finit ses études à la veille de la révolution. Suite à l’arrestation de son père, il adhère à la cause révolutionnaire et compose L’évangile rouge, op. 8 (1918).

Il quitte la Russie pour l’Europe. Installé à Paris avec sa famille en 1920, il voyage beaucoup notamment en Allemagne où il rencontre Aloïs Hába, pionnier de la microtonalité (à l’instar de Julián Carrillo), matière qui le fascine depuis plusieurs années. En effet, il entrevoit dès 1918 la possibilité d’un continuum sonore fondé sur l’emploi des micro-intervalles, plus petits que le demi-ton, dépassant le concept de chromatisme qu’il désigne « ultrachromatisme ».

Son exploration de la microtonalité l’amène à concevoir l’idée d’un piano à clavier multiples accordés en quarts de ton. Il consacre ainsi de nombreuses années à rencontrer quelques facteurs de renom (Maison Pleyel, Grotrian-Steinweg, et August Förster). Après plusieurs essais insatisfaisants, il abandonne ce projet pour se concentrer sur l’écriture multipianistique, procédé qui utilise jusqu’à six pianos accordés à distance de quarts de ton et qu’il exploite, entre autres, dans la pièce Arc en ciel, op. 37 (1956).
Il théorise également ses recherches et publie plusieurs textes majeurs, notamment le Manuel d’harmonie à quarts de ton (1932, réédition en 1980) et La loi de la pansonorité (1924-1954, réédition en 1996).
À partir de 1940, il étudie l’analogie entre les sons et les couleurs et produit une série de dessins chromatiques.

Au fil des années, son œuvre gagne en reconnaissance, en France et dans le monde. Dès 1937, un concert monographique lui est consacré à Paris, salle Chopin-Pleyel, salué par Olivier Messiaen. Cet évènement est suivi par d’autres représentations d’importance. Le 14 février 1947, à Bruxelles, André Souris donne en première belge la symphonie Ainsi parlait Zarathoustra pour quatre pianos. Le 28 novembre 1951, Pierre Boulez, Yvette Grimaud, Claude Helffer et Ina Marika donnent en création le Deuxième fragment symphonique, opus 24. En 1972, La Revue Musicale publie un numéro spécial sur Wyschnegradsky et Nikolaï Obouhow. En 1977, Martine Joste lui consacre un concert à Radio France, Bruce Mather fait de même au Canada. Enfin, en 1978, La journée de l’existence est créée par l’Orchestre Philharmonique de Radio France, dirigé par Alexandre Myrat.
Sa pensée musicale et théorique nourrit le travail de plusieurs générations de compositeurs et de compositrices, comme Pascale Criton, Claude Ballif, Georg Friedrich Haas, Chiyoko Szlavnics ou Alain Bancquart.

Il meurt à Paris le 29 septembre 1979 à l’âge de 86 ans.