Родился в еврейской семье. Окончил реальное училище в Варшаве, а затем Берлинский университет. Начав свою службу в банкирской конторе в Варшаве, Блиох вскоре переехал в Петербург, где принял христианство (кальвинизм). Здесь он занялся железнодорожными предприятиями, с течением времени достиг выдающегося общественного положения и составил себе большое состояние. Блиох был главным акционером, а часто и учредителем целого ряда железных дорог России (Петербургско-Варшавской, Ивангородско-Домбровской, Лодзинской, Либаво-Роменской, Тираспольской, Киево-Брестской, Юго-Западной и др.) и банковских учреждений (Варшавского коммерческого банка, Варшавского общества страхования от огня, Кредитного общества и др.). Участвуя еще с середины шестидесятых годов в предприятиях «Главного общества российских железных дорог, Блиох посвятил железным дорогам ряд научных трудов: в 1864 году он составил записку о правильной постановке этой новой в России отрасли государственного хозяйства; в 1875 году вышло его большое исследование «Русские железные дороги относительно доходов и расходов эксплуатации, стоимости провоза и движения грузов» на русском и французском языках; этот первый опыт разработки товарной железнодорожной статистики был отмечен медалью на географической выставке в Париже. На съезде российских железных дорог Блиох предложил учредить комиссию по новому тогда в России вопросу о пенсионных кассах для железнодорожных служащих, а затем возглавил ее. В 1878 году вышло его большое исследование «Влияние железной дороги на экономическое состояние России» в 5 томах (золотая медаль на Всемирной выставке в Париже, 1878). В 1882 году он выпустил большое сочинение «Финансы России 19 века», которое было переведено на французский и немецкий языки. Этот труд состоял из четырех томов, из которых первые два — об истории финансов с древнейших времен, третий — монография о доходах и четвертый — критический разбор государственных расходов России. В 1890 году вышел его труд «О сельскохозяйственном мелиорационном кредите в России и иностранных государствах», а в 1898 году пожалуй, самая известная его книга «Будущая война и ее экономические последствия», в 6 томах. В этой книге был собран обширный материал о прогрессе военной техники, о ее разрушительной силе и гибельном последствии для экономического развития современных стран. Книга настойчиво призывала к мирному разрешению возникающих международных конфликтов, была переведена на многие языки и получила положительную оценку во всем мире. Она оказала влияние на Николая II и во многом способствовала созыву Гаагской конференции (1899) об ограничении вооружений. Ее инициатором был Николай II, а представителем России — И. С. Блиох.
Несмотря на свою принадлежность к кальвинистам, Блиох вплотную занимался еврейским вопросом. Он проявлял большой интерес к сионизму и был другом Т. Герцля. В 1885 году он по поручению председателя Высшей комиссии по пересмотру законов о евреях П. А. Палена представил записку «О приобретении и арендовании евреями земли»; кроме этого, он неоднократно составлял для официальных сфер докладные записки по еврейскому вопросу, оставшиеся неопубликованными. Особенной известностью пользуется его большое, вышедшее в 1903 году исследование «Сравнение материального и нравственного благосостояния губерний западных, великороссийских и польских» в 5 томах. Пожар в типографии практически полностью уничтожил ее тираж, и она стала библиографической редкостью. Широкое применение статистического метода (имеется около 350 карт и графиков и около 140 таблиц) делает книгу ценным вкладом в социально-экономическую литературу по еврейскому вопросу. Но, несмотря на научный подход, книга прежде всего служила ответом на нападки и реакционную политику 80-х годов по отношению к евреям, тем более, что во введении речь идет об истории возникновения антисемитизма и обострения еврейского вопроса в Западной Европе и особенно в России после периода погромов. Блиох дал широкий сравнительный анализ экономического положения и нравственного состояния не только еврейского, но и русского населения в западных (где была черта оседлости) и чисто русских губерниях. В результате Блиох пришел к выводу, что господствующее в правительственных сферах неблагоприятное мнение о евреях необосновано и что необходимо отменить для них ограничительные меры. Блиох старался использовать также свои широкие личные связи, чтобы побудить правительственные круги облегчить положение евреев. Он до конца жизни принимал самое близкое участие в судьбе своих соплеменников и, будучи щедрым благотворителем, много жертвовал на их нужды.