Родился в семье сельского учителя. После окончания начальной школы учился в Павлодарском сельскохозяйственном училище. С 14 лет вел самостоятельную жизнь – был подручным у лавочника, рабочим в типографии, наборщиком, матросом, грузчиком, цирковым актером-факиром, клоуном, куплетистом, борцом и т.п. Много странствовал по Сибири, Уралу, Казахстану, много читал (по признанию самого Иванова, «подряд от Дюма до Спенсера и от Сонника до Толстого»).
С 1917 участвовал в революционном движении (эсер, меньшевик), боец Красной Армии, заведующий отделом информации губисполкома в Омске.
С 1915 печатался в газетах. Первый рассказ опубликовал в 1916, первая книга Рогульки (1919) набрана и отпечатана самим Ивановым в типографии омской газеты «Вперед» в количестве 30 экз. В 1921 отправился в Петроград с поручением от газеты «Советская Сибирь», по рекомендации М.Горького открыл своей повестью Партизаны первый номер первого советского «толстого» журнала «Красная Новь» (1921), там же в № 5 опубликовал повесть Бронепоезд 14-69, послужившую основой одноименной пьесы (1927).
В 1922 Иванов издал повесть Цветные ветра, объединенную им с вышеупомянутыми произведениями в сб. Сопки: Партизанские повести (1923). Гражданской войне и начавшемуся в стране социалистическому строительству посвящены и проникнутые автобиографическими мотивами романы Иванова Голубые пески (1922), Пархоменко, пьеса Блокада (оба 1928), повести Хабу (1925), Гибель Железной (1928), Путешествие в страну, которой еще нет (1930), цикл Повести бригадира М.Н.Синицына, рассказанные им в дни первой пятилетки (1930–1931), многочисленные рассказы (в т.ч Дитё, 1922), статьи и воспоминания, положительными героями в которых выступали убежденные коммунисты.
Разочарование в постреволюционной Советской России (особенно усилившееся в период нэпа), отход от политической ангажированности к пристальному вниманию к стихийно-иррациональному началу в человеке отразились в книге рассказов Иванова Тайное тайных (1927), в повестях Особняк (1928), Микаил-Серебряная дверь (1929) и др. Широта творческих поисков Иванова сказалась в автобиографическом романе Похождения факира (1934–1935), созданном, по тонкому наблюдению В.Б.Шкловского, в традициях европейского плутовского романа, что было во многом связано с особенностями личности самого автора-героя (неуемное честолюбие, тяга к экзотике, мистике и тайне, страсть к путешествиям, перемене мест и занятий; произведение было существенно переработано и тематически продолжено в романе Мы идем в Индию, 1960, воссоздавшем впечатляющую картину предреволюционной России), в близком по стилю советской «мениппее» 1920–1930-х годов (А.Н.Толстой, М.А.Булгаков и др.) романе Чудесные похождения портного Фокина (1924), а также в историко-фантастической повести Возвращение Будды (1923), рассказывающей о попытке возвращения на родину некогда вывезенной из Монголии русским генералом священной статуи, в создании как «производственного» (малоудачный Северосталь), так и пародийно-приключенческого (Иприт, совм. с В.Б.Шкловским, оба 1925), а также «философского сатирического», по определению самого автора, романа У (первая публикация в отрывках 1931–1932), соединяющего в повествовании о советском периоде конца 1920-х – начале 1930-х годов сюжет о создании на Урале завода по переработке негодного человеческого материала в людей новой морали с детективно-фантастической историей поисков короны несуществующего американского монарха, в публикации писателем как злободневно-публицистического (При взятии Берлина, 1946), так и стилизованного под исторический (Эдесская святыня, опубл. 1965) романов. Среди других произведений Иванова – рассказы на военные, а также сказочно-фантастические, с неожиданным выходом на грустный реализм (Медная лампа, 1944–1956, модифицирующая сказку о волшебной лампе Аладдина) сюжеты; очерки, публицистические статьи (в т.ч. в защиту мира), пьеса Ломоносов (1953), воспоминания Встречи с Максимом Горьким (отд. изд. 1947), серия рассказов, основанных на древнегреческих и библейских мифах (Сокол, Сизиф, сын Эола, Агасфер), повесть Опаловая лента (опубл. в 1965); автобиографическое эссе История моих книг (1957–1958), отмеченное склонностью Иванова не только к достоверному факту, но и к вымыслу и мистификации; роман Вулкан (опубл. в 1966–1968).