В 1949 году он поступил, а в 1954 закончил ЛВИМУ им. адмирала С.О. Макарова (в те годы – Высшее арктическое мореходное училище) по специальности «океанология».
С 1954 по 1956 гг. - преподаватель метеорологии и океанографии в Клайпедском мореходном училище МРП.
С 1956 г. работает в Институте океанологии на должности 2-го помощника капитана НИС «Витязь».

С «Витязем» связана вся его жизнь: на «Витязе-III» он совершил 10 рейсов, в одном из них был начальником экспедиции; на «Витязе – IV» в 5-ти рейсах был начальником экспедиции.

Всего Иван Михайлович участвовал в 27 крупных экспедициях и в 13 из них был начальником. Среди коллег он считался одним из наиболее опытных экспедиционных работников, и его по праву называли настоящим «морским волком».

При исследованиях Тихого и Индийского океанов по программам МГГ-МГГС и МИОЭ в 1957-1960 гг. изучает экваториальные течения, включая открытие Экваториального противотечения в Индийском океане зимой 1960 г.

С 1960 г. И.М. Овчинников работает в ЧЭНИС в Геленджике (с 1967 г. – Южное отделение ИО АН), с 1965 по 1970 годы руководил Южным отделением.
С 1973 г. возглавлял Гидрофизическую лабораторию, преобразованную благодаря его организационным усилиям и научным достижениям в отдел в 1981 г.

Во время его руководства Южным отделением, при его огромном участии была осуществлена программа по введению в действие подводной лаборатории «Черномор».

По собранным материалам в организованных им экспедициях в Черном и Средиземном морях были подготовлены и защищены в 1966 году кандидатская диссертация, а в 1978 году – докторская диссертация. В них впервые были представлены, а затем и дополнены новыми данными расчетные схемы циркуляции вод южных морей.

На основе результатов многолетних исследований Иван Михайлович, совместно с другими участниками этой работы, опубликовал фундаментальную монографию «Гидрология Средиземного моря»(1976 г.) и «Атлас океанографических параметров Средиземного моря». Эта книга получила широкое международное признание и до сих пор не утратила своего научного значения.

Автор более 200 научных работ.
За большой вклад в исследования Черного и Средиземного морей, а также развитие Южного отделения и отечественной науки награжден орденом «Знак почета» и тремя медалями.