1966 yılında Ankara’da doğdu. Kadıköy İmam Hatip Lisesi’ni 1985 senesinde bitirdi. İstanbul Üniversitesi felsefe bölümünden 1989 yılında mezun oldu. 1987-1990 yılları arasında İslam Tarih, Sanat ve Kültür Araştırma Merkezi (IRCICA) yazmalar bölümünde çalıştı. İstanbul Üniversitesi bilim tarihi bölümünde 1989 yılında araştırma görevlisi olarak göreve başladı ve aynı bölümde İslâm matematik tarihi üzerine yüksek lisans çalışmasını 1993 yılında ve yine aynı bölümde Prof. Dr. Şaban Teoman Duralı yönetiminde Aristoteles’in matematik felsefesi üzerine doktora tezini ise 1998 yılında tamamladı.
Amman’daki Ürdün Üniversitesi’nde Prof. Dr. Ahmed Selim Saîdân ve Halep’teki Arap Bilim Tarihi Enstitüsü’nde Prof. Dr. Mustafa Mevâldî ile birlikte 1990-1992 yılları arasında bilim ve matematik tarihi üzerinde araştırmalar yaptı. İslam Tarih, Sanat ve Kültür Araştırma Merkezi (IRCICA) yazmalar bölümündeki görevine devam etti.
Kâhire’de, uluslararası bir çalıştayda, kısa bir müddet yazmalar üzerinde çalışmalarda bulundu. 2001-2002 yılları arasında Oklahoma Üniversitesi, bilim tarihi bölümünde, Prof. Dr. Jamil Ragep ile birlikte Osmanlı ile Batı Avrupa örneğinde farklı medeniyet havzaları arasında bilimsel bilginin dolaşımı ve aktarımı konusunda doktora sonrası çalışmasını yürüttü.
2005 yılında felsefe tarihi alanında doçent unvanını aldı. McGill Üniversitesi İslam Araştırmaları Enstitüsü’nde misafir öğretim üyesi olarak bulundu. Jamil Ragep ile Robert Wisnowsky tarafından yürütülen “İslam’da aklî bilimler / Rational Sciences in Islam” adlı projede danışmanlık yaptı ve 2008-2011 yılları arasında kıdemli-uzman araştırmacı olarak çalıştı.
2011 yılında İstanbul Medeniyet Üniversitesi Edebiyat Fakültesi’nin felsefe bölümüne profesör olarak atandı ve halen aynı bölümde öğretim üyesi olarak ilmî ve akademik hayatını sürdürmektedir. İstanbul Üniversitesi, McGill Üniversitesi, Fatih Sultan Mehmed Üniversitesi, 29 Mayıs Üniversitesi ve halen görev yaptığı İstanbul Medeniyet Üniversitesi’nde lisans, yüksek lisans ve doktora dersleri veren İhsan Fazlıoğlu, ayrıca Bilim Sanat Vakfı (BİSAV), İlim Sanat Tarih Edebiyat Vakfı (İSTEV), İlmî Etüdler Derneği (İLEM) ve Türkiye Diyanet Vakfı Kadın Aile ve Gençlik Merkezi (KAGEM) 4 Mart 2017 tarihinde gibi kurumlarda seminerler yürütmektedir. Son dönemde de Klasik Düşünce Okulu ve Prof. Dr. Mehmet Görmez öncülüğünde kurulan İslam Düşünce Enstitüsü(İDE) bünyesinde de çeşitli dersler ve okuma programlarını düzenlemektedir. Covid-19 salgın döneminde de El-Munkız (Gazzâlî) Okumaları derslerini İLEM bünyesinde vermeye başlamıştır. Kınalızâde Ahlâk-ı Alâ’î Okumaları yeni dönem dersleri Klasik Düşünce Okulu bünyesinde devam etmektedir.
30 Aralık 2019 tarihinde, bilim tarihi ve İslam bilim tarihi alanlarında ulusal ve uluslararası araştırma ve eğitim çalışmalarına yapmış olduğu özgün ve önemli katkıları nedeniyle, Prof. Dr. İhsan Fazlıoğlu’na “TÜBA Fuat Sezgin Bireysel Özel Ödülü” verildi.
Kutadgubilig Felsefe-Bilim Araştırmaları Dergisi 28 Aralık 2014 tarihinde , Nazarîyat: İslâm Felsefe ve Bilim Tarihi Araştırmaları Dergisi 5 Aralık 2020 (Türkçe ve İngilizce) gibi ilmî ve akademik dergilere katkıda bulunan İhsan Fazlıoğlu, Anlayış, İtibar, Okur ve Arka Kapak gibi edebiyat ve düşünce dergilerinde de felsefe ve bilim hakkında yazılar kaleme almaktadır.