Иван Сонцов-Засекин происходил из древнего рода Сонцовых-Засекиных; сын Андрея Петровича Большого (Лобана). В 1577 году был в Орешке на вылазке, в 1581 году числился воеводою на Дедилове.
Весной 1583 году передовой полк со своими воеводами, князьями Засекиным и Степаном Васильевичем Кузьминым-Караваевым, и Большой полк, под предводительством князей Ивана Самсоновича Туренина и Дмитрия Андреевича Замыцкого, поплыли вниз по Волге и поставили в Козмодемьянске острог.
В 1584 году И. А. Сонцов-Засекин стоял на Михайлове со сторожевым полком.
В 1585 году Иван Андреевич Сонцов-Засекин был воеводою в Белёве.
В 1587 году, после того как 30 июня крымские царевичи взяли острог города Кропивны, а затем выжгли весь город; были посланы воеводы с полками за Тулу к Малиновым воротам; они пришли туда 13 июля; стояли неделю (при приближении русской рати татары стали спешно отступать в степи; в ходе преследования русские настигли и уничтожили большую часть татарских «загонов», не успевших соединиться с главными силами). В правой руке были: князь Фёдор Андреевич Ноготков и князь Иван Андреевич Сонцов-Засекин; он бил челом государю на Ивана Львовича Салтыкова, второго воеводу большого полка, и царь Фёдор Иванович велел его челобитье записать.
В 1592 году Сонцов-Засекин, будучи воеводою в Белёве, строил город; в 1593 году он был воеводой в Ряжске, а в 1598 году в Осколе.
В 1600 году вторым воеводой в Большой полк, находившийся в Мценске, назначен был князь Василий Григорьевич Щербатов. Это назначение князя Щербатова в большой полк задело родовую честь князя Сонцова-Засекина, и он бил челом царю на князя Васильева деда Щербатова: «ему, князю Ивану, меньше кн. Васильева деда Щербатова быть невместно». Царь велел боярам сыскать случаи в разрядах и учинить приговор. Бояре распорядились записать на челобитной князя Сонцова-Засекина, чтобы ему быть без мест, по росписи, а по окончании службы дать ему суд в «отечестве» и счет на князя Васильева деда Щербатова.
В 1601 году в Украинном (позднее Тульском) разряде в передовом полку в Новосили, как и в предыдущем году, должны были быть Сабуров и князь Сонцов-Засекин; но Сабуров не был, а потому с князем Засекиным были сходные воеводы с Михайлова: Ефим Варфоломеевич Бутурлин и Пётр Федоров.
В 1602 году Сонцов-Засекин был назначен воеводою в передовой полк на место князя Петра Ахамашуковича Черкасского, с которым был Иван Фёдорович Басманов. Это назначение вызвало местничество: князь Сонцов-Засекин бил челом в «отечестве» о счете на большого Иванова брата на окольничего Петра Фёдоровича Басманова, а также на боярина князя Дмитрия Ивановича Хворостинина, сын которого князь Иван Дмитриевич был первым воеводой сторожевого полка. Государь оставил князя Сонцова-Засекина стоять в Новосили, а Иван Басманов на службе не был (погиб при нападении разбойников).
В 1609 году князь Иван Андреевич Сонцов-Засекин находился во главе Холопьего Суда и докладывал боярам о разных дополнительных статьях к Судебнику.
Его сын Андрей (ум. после 1647) — стряпчий, стольник; в 1626 и 1629 первый воевода в Переяславле-Залесском, в 1637 году воевода на Крапивне, в 1640—1642 годы в городе Воронеже.