Родился 18 октября 1910 года в селе Оек ныне Иркутского района Иркутской области в семье сельского писаря. Русский.
В 1912 году с родителями переехал в Барнаул. Окончил школу ФЗУ речников в Красноярске.
В рядах Красной Армии с 1929 года. В 1930 году окончил Вольскую военно-теоретическую школу летчиков и в 1932 году – Оренбургскую военную школу летчиков и летчиков-наблюдателей. Член ВКП(б)/КПСС с 1931 года.
С марта 1932 года командовал авиазвеном в Житомире, а с 1933 года истребительным отрядом 56-й истребительной авиабригады Киевского военного округа.
В 1937 году И.И. Евсевьев участвовал в национально-революционной войне испанского народа 1936–1939 годов. Командовал истребительной эскадрильей на Арагонском, а затем авиаотрядом на Северном фронтах. В небе Испании лично сбил 4 и в группе 12 фашистских самолетов.
За мужество и героизм, проявленные при выполнении интернационального долга, Евсевьев Иван Иванович 28 октября 1937 года удостоен звания Героя Советского Союза. После возвращения из Испании ему было присвоено внеочередное воинское звание «полковник».
Постановлением Совета Народных Комиссаров СССР от 4 июня 1940 года И.И. Евсевьеву было присвоено воинское звание «генерал-майор авиации». 8 августа 1940 года он был назначен командиром 38-й истребительной авиадивизии Забайкальского военного округа.
С 8 августа 1940 году командовал сформированной в Новосибирске 38-й авиационной дивизией, которая затем в составе 24-й сибирской армии в сентябре 1941 года участвовала в боях за город Ельню.
С 6 ноября 1941 по 29 марта 1942 года он командовал 102-й истребительной авиационной дивизией ПВО. Части дивизии успешно прикрывали Сталинград. Затем И.И. Евсевьев командовал авиационным корпусом, ВВС Закавказского фронта ПВО.
В 1949 году окончил Военную академию Генерального штаба. Служил в должности заместителя командующего Бакинским округом ПВО по тылу. 8 августа 1955 года ему было присвоено воинское звание «генерал-лейтенант авиации».
С 1964 года генерал-лейтенант авиации Евсевьев И.И. – в запасе. Жил в Киеве.
Награжден двумя орденами Ленина, орденом Красного Знамени, тремя орденами Отечественной войны 1-й степени, двумя орденами Красной Звезды, орденом «Знак Почета», медалями.
Скончался 30 декабря 1991 года. Похоронен в Киеве на городском кладбище «Берковцы».
Имя Героя Советского Союза Ивана Ивановича Евсевьева увековечено на Мемориале Славы в г. Барнауле [3, 64, 152, 178, 353, 561, 684, 727, 787, 926].