Народився у багатодітній селянській родині, що мала 13 дітей; дехто з його братів і сестер досі живе в Чорториї. До повноліття дожило десятеро братів та сестер. У селі відбудували батьківську хату Миколайчуків, облаштувавши під музей-садибу[2][3]. Старша сестра Фрозина Грицюк та її син Василь доглядають меморіальний Музей-садибу Івана Миколайчука, відбудованого на місці старої батьківської хати в Чорториї.
З 12 років грав у сільському самодіяльному театрі[4]. була це роль старого Івана, батька Софії у виставі «Безталанна» за п'єсою Михайла Старицького. Закінчив середню школу в с. Брусниця (її дерев'яне приміщення збереглося, а в новому приміщенні тепер діє музей І. Миколайчука)[3].
Іван Миколайчук прийшов у кіно через ворота кіностудії імені Олександра Довженка разом зі своїм учителем Віктором Івченком. Той привів його, аби студента взяли в картину «Тіні забутих предків». За легендою, режисер фільму Сергій Параджанов з поваги до Івченка дав команду зробити пробу, одначе без нього. Вже йдучи зі студії, прошепотів на вухо операторові Юрію Іллєнку, щоб той не заряджав плівку. Студенту належало проказати невеличкий монолог з епізоду різдвяного свята. Він заговорив, а потому помолився Богу, перехрестився. Отут Іллєнка і пробило: Іван справді молився…[6]
Загальне визнання Миколайчукові принесли ролі молодого Тараса Шевченка у фільмі «Сон» та Івана Палійчука у «Тінях забутих предків». Знімався в них одночасно, також навчаючись на 2-му курсі.
«Тіні забутих предків» здобули 39 міжнародних нагород, 28 призів на кінофестивалях (із них— 24 Гран-прі) у 21 країні й увійшли до Книги рекордів Гіннеса.[4]
Я не чекав чогось особливого, тому доручив Іллєнку провести зйомки [кінопроби] і пішов з павільйону. Через кілька хвилин мене наздогнав збуджений Юрко: «Сергію Йосиповичу! Поверніться! Це щось неймовірне! Щось нелюдське! Щось за межами розуміння й сприйняття!»
Злякавшись, що я пішов, Іван побілів, йому здалося, що він мені не сподобався (так признавався актор опісля), і в ньому ніби щось прорвалося. Він зачарував нас. Юний, страшенно схвильований, він світився дивовижним світлом. Така чистота, така пристрасність, така емоційність вихлюпувалися з нього, що ми були приголомшені, забули про все, навіть про те, що вже затверджений інший актор.
У фільмі «Комісари» (1970) зіграв комісара Громова— людину з загостреною моральною сприйнятливістю і духовним максималізмом. Картина стала помітним явищем в українському кінематографі, вона довела, що Миколайчук схильний до тонкого психологізму, до несподіваних контрастів і навіть парадоксів характеру.
У фільмі Бориса Івченка«Пропала грамота» (1972) був не лише виконавцем колоритної ролі козака Василя, а й фактичним співрежисером. Працював над музичним оформленням фільму— картину супроводили пісні у виконанні тріо«Золоті ключі» (Ніна Матвієнко, дружина Марічка Миколайчук, Валентина Ковальська), у створенні якого І.Миколайчук відіграв не останню роль. В «Пропалій грамоті» він дав нове життя звучанню бандури— в жодному фільмі не використовувалися такі можливості цього інструмента.
1970-х років почалися гоніння на діячів української культури. Випровадили з кіна, а потім заарештували Сергія Параджанова. Зі звинуваченням у націоналізмі зіткнувся й Миколайчук. Вперше це сталося ще 1968 року, під час зйомок фільму «Анничка». У відповідь Миколайчук спалахнув, намагаючись пояснити різницю між «націоналізмом» і «патріотизмом». Інцидент закінчився доносом у Київ, де Миколайчука кваліфікували як «людину ворожої ідеології». Ще більш ускладнилася ситуація після фільму «Білий птах з чорною ознакою». Стрічку, що здобула Золотий приз Московського міжнародного кінофестивалю, сприйняли як мало не випад ворожих націоналістичних сил. Акторові не раз доводилося пояснювати свою позицію в різних інстанціях[8].
«Тіні забутих предків» на довгий час фактично заборонили до показу. «Пропала грамота» вийшла на екрани лише наприкінці 1980-х років. Івана Миколайчука поступово майже відлучили від творчого процесу. Впродовж 5 років, за вказівками партійних бонз, його прізвище викреслювали з більшості знімальних груп, хоча багато режисерів хотіли бачити актора у своїх фільмах.
Лише 1979 року, завдяки заступництву секретаря з питань ідеологічної роботи Харківського обкомуКПУВолодимира Івашка, вдалося отримати дозвіл на зйомки фільму «Вавилон XX» за романом Василя Земляка «Лебедина зграя»[4], в якому Миколайчук виступив сценаристом, режисером, актором і навіть композитором. 1980 року картина здобула приз «За найкращу режисуру» на Всесоюзному кінофестивалі у Душанбе.
Наступний фільм, «Така пізня, така тепла осінь» (1981), режисером якого був Миколайчук і сцени з якого раз у раз перезнімалися з ідеологічних міркувань, уже не мав такого успіху, як «Вавилон XX».
1983— Миколайчук створив сценарій картини «Небилиці про Івана», 1984-го готувався до роботи над фільмом за цим сценарієм, але постановку «Небилиць…» дозволили тільки восени 1986 року. Проте через важку хворобу автор почати зйомки так і не зміг. Фільм зняв 1989 року (уже по смерті Миколайчука) Борис Івченко.
Помер від раку 3 серпня 1987 року. Похований на Байковому цвинтарі у Києві.
25 грудня 2015 року Вінницька міська рада своїм рішенням №71 перейменувала вулицю та провулок Фелікса Кона на вулицю та провулок Івана Миколайчука.[12]
На честь нього названо 49 курінь УПЮ імені Івана Миколайчука.
Миколайчук Іван Васильович // КапельгородськаН.М. Кіномистецтво України в біографіях / Н.М.Капельгородська, Є.С.Глущенко, О.Р.Синько.— Київ, 2004.— С. 393.
Миколайчук Вван Васильович // Богайчук М. Література і мистецтво Буковини в іменах: Словник-довідник / Микола Богайчук.— Чернівці: Видавничий дім «Букрек», 2005.— С. 177—178.— ISBN 966-8500-64-4.
Миколайчук Іван Васильович // Мистецтво України: біографічний довідник / за редакцією А.В.Кудрицького.— Київ, 1997.— С. 411.
Енциклопедія «Черкащина». Упорядник Віктор Жадько.— К., 2010.— С. 589.
Білий птах з доброю ознакою // Гусар Ю. Зірки не гаснуть: художньо-документальні розповіді про видатних митців Буковини, чиї імена занесено на «Алею зірок» у Чернівцях / Ю.С.Гусар.— Чернівці, 2003.— С. 36-40.
ЖадькоВ. Некрополь на Байковій горі.— К., 2008.— С. 238—242, 278.
ЖадькоВ. Український некрополь.— К., 2005.— С. 238.
ЖадькоВ. Байковий некрополь.— К., 2004.— С. 195.
БацайЛ., ГусарЮ. «Як мимоволі творить він красу!» [Ліна Костенко про Миколайчука]/ Людмила Бацай , Юхим Гусар // Поштовий вісник.— 2016.— 17 червня (№25).— С. 1, 5.
ГусарЮ. Продовжувач Довженківських традицій: 15 червня— 75 років від дня народження Івана Миколайчука/ Юхим Гусар // Буковинське віче.— 2016.— 9 червня (№22).— С. 1.
Леся Воронина про Брюса Лі, Махатму Ганді, Жорж Санд, Фридеріка Шопена, Івана Миколайчука / Леся Воронина; художник Наталка Клочкова.— Київ: Грані-Т, 2010.— 125 с.: іл.— (Життя видатних дітей).— ISBN 978-966-465-301-2.
ЗозуляС.. Смолоскип Івана Миколайчука // Волинь-Нова (Луцьк).— 23 червня 2011.— С. 5.
МалімонН. Нічна гостина в кіностудії «Волинь» // Віче.— 9 червня 2011.— С. 4.
КорогодськийР. Іван Миколайчук поза іконостасом // Р. Корогодський. Брама світла: Шістдесятники / Упоряд. М.Коцюбинська, Н.Кучер, О.Сінченко.— Л.: видавництво Українського Католицького Університету, 2009.— С. 620—625.— ISBN 978-966-8197-47-5.
Іван Миколайчук: бібліографічний покажчик / авт. упоряд. А. Лупан.— Чернівці: ПП Глібка, 2011.— 104 с.
Миколайчук Іван Васильович//Шевченківська енциклопедія: — Т.4:М—Па: у6т./ Гол. ред. М. Г. Жулинський..— Київ: Ін-т літератури ім. Т. Г. Шевченка, 2013.— С.205-206.