Иван Кулибин родился в семье мелкого торговца в селении Подновье Нижегородского уезда. В юношеском возрасте обучился слесарному, токарному и часовому делу. В 1764—1767 годах Кулибин изготовил уникальные карманные часы. В их корпусе помимо собственного часового механизма помещались ещё и механизм часового боя, музыкальный аппарат, воспроизводивший несколько мелодий, и сложный механизм крошечного театра-автомата с подвижными фигурками.

Кулибин в 1792 и в 1799 году дважды собирал знаменитые часы «Павлин» работы английского механика Джеймса Кокса, которые постоянно экспонируются в Павильонном зале Малого Эрмитажа.

С 1769 года и на протяжении более 30 лет Кулибин заведовал механической мастерской Петербургской академии наук. Руководил производством станков, астрономических, физических и навигационных приборов и инструментов.

К 1772 году Кулибин разработал несколько проектов 298-метрового одноарочного моста через Неву с деревянными решётчатыми фермами. Он построил и испытал большую модель такого моста, впервые в практике мостостроения показав возможность моделирования мостовых конструкций. В последующие годы Кулибин изобрел и изготовил много оригинальных механизмов, машин и аппаратов. Среди них — фонарь-прожектор с параболическим отражателем из мельчайших зеркал, речное судно с вододействующим двигателем, передвигающееся против течения (водоход), механический экипаж с педальным приводом, усовершенствовал шлифовку стёкл для оптических приборов и создал в 1773-1775 годах уникальный микроскоп.

Иван Петрович Кулибин даже в преклонном возрасте живо интересовался техническими новинками; подтверждением тому может служить «Отрывок из письма к Русскому Художнику Гладкову (Из Нижнего)» опубликованный в январском выпуске «Русского вестника» за 1810 год, где Кулибин, узнавший о работах Алексея Филипповича Гладкого с восхищением пишет коллеге-изобретателю: «жаль, что я так стар! а то поехал бы в Москву обнять моего собрата».

Подавляющее большинство изобретений Кулибина, возможность использования которых подтвердило наше время, тогда не было реализовано. Диковинные автоматы, забавные игрушки, хитроумные фейерверки для высокородной толпы — лишь это впечатляло современников. Широкую известность Кулибин получил после публикации П. Свиньиным в 1819 году книги «Жизнь русского механика Кулибина и его изобретения».