Первоначальное художественное образование Иван Степанович Ксенофонтов получил в петербургской Рисовальной школе для приходящих (1841—1843). В Академии художеств, куда Иван Ксенофонтов поступил в 1843 году, он был вначале учеником К.П. Брюлллова, затем Ф.А. Бруни. В период обучения получил медали: в 1845 г. - 2 серебряную; в 1849 г. - 1 серебряную за картину "Товия возвращает зрение своему отцу"; в 1851 г. - 2 золотую за образ "Воскресение Христово". Окончив Академию (1852) с большой золотой медалью за программную работу «Ной благословляет своих детей», художник уезжает на шесть лет в пенсионерскую поездку в Италию. В Риме он много копирует известных мастеров, создает оригинальные работы. Его влекут евангельские сюжеты. Именно они и образа для церквей приносят широкую известность художнику. В 1863 году И.С. Ксенофонтов получает звание академика за образ Успение Богородицы, который был написан для церкви Русской миссии в Иерусалиме. На академических выставках работы художника появлялись нечасто (можно вспомнить «Снятие с креста» , «Портрет г. N» ) — все же создание станковых картин не было его главным делом в изобразительном искусстве. Ибо основные труды И.С. Ксенофонтова были широко представлены в храмах и церквях по всей великой России: в церкви великого князя Николая Николаевича Старшего, в церкви имения Петрово-Соловово в Тамбовской губернии, в церкви лейб-гвардии Гродненского гусарского полка, в соборе Петропавловской крепости, в церкви Николая Чудотворца на Выборгской стороне Петербурга, в церкви села Хилковки Полтавской губернии и др.
Состоял членом комиссии по надзору за художественными произведениями в Исаакиевском соборе.
