В 1930 году Иван был призван на срочную службу в 12-й кавалерийский полк войск ОГПУ при Совнаркоме СССР. С 1932 года – член ВКП (б). Продолжил армейскую карьеру, окончив в 1938 году авиационное отделение Харьковского пограничного училища имени Дзержинского. Остался там для прохождения дальнейшей службы летчиком-инструктором. Служил в 1-й отдельной авиаэскадрилье в Быкове на Украине, а после в 10-й авиаэскадрилье погранвойск НКВД в Гродно.
В ее составе Иван Мещеряков и встретил начало Великой Отечественной войны. Впервые принял бой в июне 1941 года. В сентябре в небе над Смоленской областью тараном сбил свой первый «Юнкерс». К декабрю на его счету уже 135 боевых вылетов, 15 воздушных боев и пять сбитых лично вражеских самолетов. За эти подвиги был представлен к высшей награде.
«Решительный, смелый летчик-истребитель. Дерзко вступает в бой с превосходящими силами противника, своим личным примером увлекает подчиненных в бой», — гласит характеристика из его личного дела.
Его последним заданием стало прикрытие выходящих из окружения боевых порядков войск Красной армии. 8 февраля 1942 года вместе со своим ведомым — лейтенантом Чеховым — капитан Мещеряков вылетел в район Ржева к фронтовой полосе. Убедившись, что над лесом нет противника, Мещеряков направился к железнодорожной станции. Там его и заметил нацистский летчик.
Иван Мещеряков не сразу увидел вражеский истребитель, зашедший сзади, и уже не мог увернуться от выстрелов, но враг промахнулся. Во время начавшегося затяжного боя немец несколько раз уходил от огня, атаковал, пытаясь зайти в хвост ЛаГГ-3 Ивана Ивановича. Лишь когда у Мещерякова закончился боезапас, враг приблизился как можно ближе к его самолету, чтобы не промахнуться. Неожиданным маневром Мещеряков вывернул на противника, протаранив его. Это был последний сбитый самолет Ивана Мещерякова.
Указом Президиума Верховного Совета СССР «О присвоении звания Героя Советского Союза начальствующему и рядовому составу Красной Армии» от 5 мая 1942 года за «образцовое выполнение боевых заданий командования на фронте борьбы с немецкими захватчиками и проявленные при этом отвагу и геройство» он удостоен посмертно звания Герой Советского Союза.
Также Иван Мещеряков награжден орденами Ленина, Красного Знамени и Красной Звезды, медалью «За оборону Москвы».
Именем летчика названа улица в Волгограде, на которой установлена мемориальная доска. Бюст Героя стоит на его родине — в селе Нижняя Добринка Волгоградской области. Имя Ивана Мещерякова высечено на мемориале на аллее Героев, заложенной выпускниками Харьковского военного училища в городе Чугуеве Харьковской области.
