Родился 14 мая 1903 года на станции Хинган (ныне на территории городского уезда Якэши в автоном районе Внутренняя Монголия Китайской Народной Республики) Китайско-Восточной железной дороги, которую строили его родители. После рождения сына семья вернулась в родной город Иркутск, где будущий поэт прожил до 1920 года. Учился в трёхлетнем начальном училище, затем — в четырёхклассном вышеначальном училище, из последнего класса которого был исключен за плохое поведение и вольномыслие. Виной этому были частые пропуски занятий, так как одновременно с учебой Иосиф работал, — ему пришлось стать кормильцем семьи, брошенной отцом.
В 1919 году во время антиколчаковского восстания в Иркутске, вместе со старшим братом Александром вступил в Рабочую дружину, в которой состоял до установления Советской власти. В начале 1920 года вступил в комсомол, а в мае 1920 года в составе первой добровольческой группы иркутского комсомола выехал на Дальневосточный фронт.
В 1922 году Уткин становится репортёром в газете «Власть труда», в которой появляются его первые стихи на злобу дня. Затем работает в молодежной газете Иркутска «Комсомолия», в губкоме комсомола — секретарем комсомольской газеты, политруком у допризывников. Принимал активное участие в ИЛХО (Иркутском литературно-художественном объединении) и ежемесячном журнале «Красные зори», который с 1923 года стал издаваться в Иркутске. В 1924 году по путёвке комсомола, как наиболее достойный из молодых журналистов был послан учиться в Москву в Институт журналистики.
С 1922 года в сибирской прессе печатал свои стихи, а по приезде в Москву начал печататься и в московских изданиях. В 1925 году вышла первая книга «Повесть о рыжем Мотэле…» — поэма о переменах, внесённых революцией в жизнь еврейского местечка. Это был первый настоящий успех молодого поэта. Первое публичное чтение «Повести», состоявшееся во ВХУТЕМАСе на литературном вечере, послужило Уткину своего рода путёвкой в поэтическую жизнь. Опубликованная в 4-м номере «Молодой гвардии» за 1925 год «Повесть» сразу стала заметным событием литературной жизни. Всех привлёк и заворожил её совершенно оригинальный стиль.
С 1925 года работал в «Комсомольской правде» завлитотделом. В самом начале 1927 года вышла «Первая книга стихов» Уткина, составленная из произведений 1923-26 годов. С большой положительной рецензией на неё выступил Луначарский. Окончив институт в 1927 году, был послан вместе с поэтами Жаровым и Безыменским за границу, где пробыл два месяца. Работал завотделом поэзии в Издательстве художественной литературы. В 1928 году пишет и публикует поэму «Милое детство». Жил в Москве в знаменитом «Доме писательского кооператива» (Камергерский переулок, 2).
С началом Отечественной войны уходит на фронт, воюет под Брянском. В сентябре 1941 года, в бою под Ельней, Уткин был ранен осколком мины — ему оторвало четыре пальца правой руки. Отправлен на лечение в Ташкент, где несмотря на ранение не прекращает литературной работы. Менее чем за полугодовое пребывание Уткина в Ташкенте им были созданы две книжки фронтовой лирики — «Фронтовые стихи» и «Стихи о героях», а также альбом оборонных песен, написанных совместно с московскими композиторами. И всё это время Уткин рвался «на линию огня», беспокоя высшие военные органы настойчивыми просьбами послать его на фронт. Летом 1942 года Уткин вновь оказался на Брянском фронте — в качестве спецкора Совинформбюро, от газет «Правда» и «Известия». Участвовал в боях, совершая большие переходы с солдатами. Писал песни-марши. Многие стихи были положены на музыку, пелись на фронте «Провожала сына мать», «Дед», «Бабы», «Я видел девочку убитую», «Над родиной грозные тучи», «Я видел сам» и другие. Летом 1944 года вышел последний сборник произведений Уткина — «О родине, о дружбе, о любви», — маленькая, карманного размера, книжечка, вобравшая в себя лучшее из написанного поэтом.
Возвращаясь из партизанского края 13 ноября 1944 года, И. Уткин погиб в авиационной катастрофе. Самолет упал недалеко от Москвы, в руках И. Уткина в момент гибели был томик стихов Лермонтова…