Иван Чамберс родился в 1650 году в городе Москва. В 1689 году появился при русском дворе. В 1693 году возглавил Семеновский полк в чине полковника. В 1694 году участвовал в Кожуховских маневрах, а в 1695 по 1696 год принимал участие в Азовских походах.
В 1700 году Чамберс участвовал в битве при Нарве, несмотря на поражение получил чин генерал-майора и временное командование над дивизией взятого в плен генерала Головина в составе двух гвардейских полков. В сражении под Эрестфером командовал пехотной бригадой из нескольких пехотных полков, позже продолжал командовать гвардейскими полками при осаде Нотебурга, Ниеншанца и поражении шведского генерала А. Крониорта в бою на реке Сестра.
В 1703 году за заслуги в завоевании Ингерманландии Иван Иванович стал кавалером ордена Святого Андрея Первозванного. В это время один из полков носил его имя. В декабре 1704 года вернулся в Москву со сводным отрядом, состоявшим из половин Семеновского, Преображенского и Ингерманландского полков, и с артиллерией шведских гарнизонов Нарвы, Ивангорода, Дерпта и отнятой у Шлиппенбаха.
Весной 1705 года Иван Чамберс с тем же отрядом направлен к Полоцку, а оттуда ему приказано вместе с Б. П. Шереметевым двинуться в Курляндию против генерала Левенгаупта. В это время командовал бригадой из трех пехотных полков. На него возложена обязанность приготовить для этого похода обоз. Русские войска потерпели поражение при Гемауэртгофе 26 июля, однако, получив подкрепления, армия осадила и взяла Митаву, затем Бауск, окончив завоевание Курляндии. За взятие Бауска произведен в генерал-поручики.
В преддверии кампании 1706 года, когда ожидалось движение Левенгаупта и Стакельберга на Полоцк, Чамберсу приказано соединиться с корпусом генерала Н. Г. фон Вердена и принять начальство над обоими корпусами, но ввиду препирательства генералов из-за старшинства начальником отряда назначен генерал Л. Н. Алларт, генерал-поручик оставлен командовать корпусом в Могилеве.
В начале 1706 года Иван Иван Чамберс послан в Минск и командовал гвардейскими полками в Гродненской операции, в которой русская армия понесла большие потери, но избежала разгрома. В 1707 году участвовал во взятии Быхова. В 1708 году командовал бригадой из двух пехотных полков, с которыми отступил после битвы при Головчине, за что отдан под военный трибунал. Лишен команды, с него сняты знаки ордена Святого Андрея Первозванного.
В списке генералов 1713 года Иван Иванович по-прежнему значился в чине генреал-поручика.
Умер Иван Иванович Чемберс приблизительно в 1713 году, так как в 1721 году имения оставшиеся после него и его жены, были отданы Шувалову.