Иван Михайлович Орлов родился 27 января 1900 года в селе Малиново ныне Фатежского района. Окончил 8 классов.
В 1918-1937 годах служил в Красной Армии. В 1928 году окончил Киевскую кавалерийскую школу, в 1931 году – курсы усовершенствования командного состава.
С августа 1941 года сражался на фронтах Великой Отечественной войны. Командир 509-го стрелкового полка (236-я стрелковая дивизия, 46-я армия, Юго-Западный фронт) полковник Иван Михайлович Орлов в районе села Сошиновка Верхнеднепровского района Днепропетровской области Украины в ночь на 26 сентября 1943 года, возглавляя десантный отряд, который форсировал реку Днепр и захватил плацдарм, отбил три контратаки неприятеля, обеспечив тем самым форсирование Днепра основными силами 236-й стрелковой дивизии. Был ранен, но не покинул поля боя.
Указом Президиума Верховного Совета СССР от 1 ноября 1943 года за образцовое выполнение боевых заданий, умелое командование вверенным полком, проявленные мужество и героизм в боях с немецко-фашистскими захватчиками полковнику Орлову Ивану Михайловичу было присвоено звание Героя Советского Союза с вручением ордена Ленина и медали «Золотая Звезда». Был также награжден двумя орденами Ленина, тремя орденами Красного Знамени, орденом Отечественной войны 1-й степени, медалями.
В 1944 году Орлов окончил Военную академию имени М.В. Фрунзе. Жил в городе Смела Черкасской области (Украина). Умер 11 августа 1970 года. Похоронен в Смеле. В его честь названа улица в этом городе.