伊万·斯捷潘诺维奇·柳比莫夫于1909年3月25日出生在乌克兰基辅的一个工人家庭。1932年，柳比莫夫在哈尔科夫通信学院就读二年级时志愿加入苏联海军。1933年，他毕业于第9军事航空学校。从1933年8月起，他成为黑海舰队海军航空兵飞行员，次年11月，获得初级飞行员资格。1938年4月至1939年11月，柳比莫夫在黑海舰队海军航空兵第32战斗机航空团服役。1940年6月至8月间，曾临时调入黑海舰队海军航空兵第8战斗机航空团服役，之后又回到第32战斗机航空团。

1941年6月22日凌晨，德军发动“巴巴罗萨”计划当天，柳比莫夫起飞拦截了首批入侵的德军飞机。在8月31日的迎击任务中击落了一架德国空军He 111轰炸机，取得了首个击落战绩。10月9日，他在保卫塞瓦斯托波尔的空战中被德军击落，双腿严重受伤，医生为其实施了双腿截肢手术。

之后，柳比莫夫以极大的毅力练习使用假肢行走，并于1942年7月被获准再次驾驶战斗机升空作战，被称为“苏联的巴德尔”——“无腿飞将军”。1942年10月，柳比莫夫升任黑海舰队海军航空兵第32战斗机航空团团长。在他的领导下，第32战斗机航空团于1943年5月，荣获“近卫军”称号，改编为黑海舰队海军航空兵第11近卫战斗机航空团。此时，柳比莫夫已经执行了100架次的作战任务，空战21次，击落敌机5架。1943年10月，柳比莫夫升任黑海舰队海军航空兵第4战斗机航空师师长，率部参加了解放新罗西斯克、塔曼半岛、刻赤和克里米亚的战斗。1944年1月22日，最高苏维埃主席团授予其“苏联英雄”称号及列宁勋章。截止1944年夏季，他共执行了174架次的作战任务，空战胜利60次，击落敌机8架。

1944年10月，柳比莫夫离开前线回到后方深造，之后一直担任苏联海军航空兵的高级领导职务，直至1973年2月，柳比莫夫退役后定居莫斯科，2000年12月26日去世，葬于莫斯科昆特谢夫公墓。