Астахов И.М. родился 15 мая 1921 года в селе Беломестное Новомосковского района (ранее Веневского уезда) Тульской области в семье крестьянина. Член КПСС с 1942 года. Окончил 7 классов неполной средней школы № 487 и аэроклуб в городе Люблино. В Красной Армии с 1939 года. Окончил 2-ю Борисоглебскую Краснознамённую военную авиационную школу лётчиков имени В.П. Чкалова, после чего служил в ВВС.

С начала Великой Отечественной войны на фронте. Командир эскадрильи 49-го истребительного авиационного полка (309-я истребительная авиационная дивизия, 1-я воздушная армия, Западный фронт), капитан Астахов, к февралю 1944 года совершил 283 боевых вылета, провёл 63 воздушных боя, в которых лично сбил 12 и в составе группы — 7 самолётов противника. Иван Михайлович погиб 3 марта 1944 года в воздушном бою, оставшись без горючего и боеприпасов, направил самолет на скопление сил противника.

Звание Героя Советского Союза присвоено 1 июля 1944 года посмертно. Награжден орденами Ленина, Красного Знамени, Отечественной войны 1-й степени, Красной Звезды.

Похоронен Астахов И.М. в деревне Переволочье, Руднянского района Смоленской области. В музее школы №487 в Москве хранятся экспонаты, посвященные жизни и подвигам Героя.