Иван Павлович Мержеевский родился в 1838 году в Енджееве Радомской губернии Царства Польского. Происхождение он имел польское. Был одним из пятерых сыновей нотариуса Павла Мержеевского и его жены Янины Розалии Вроблевской.
Иван очень успешно окончил гимназию в Люблине, а через год победил в конкурсе, устроенном Медицинским советом Царства Польского, что принесло ему стипендию на обучение в Санкт-Петербурге. Так, медицина стала не только увлечением, но и главным предметом изучения Мержеевского.
Окончив Военно-медицинскую академию Петербурга с прекрасными результатами, Мержеевский был назначен младшим ассистентом и начал готовиться к получению звания профессора. Основным интересом молодого врача стала психиатрия. В тот период его научным руководителем был блестящий русский психиатр, организатор «Общества петербургских врачей для помешанных», Иван Михайлович Балинский.
Докторскую диссертацию по теме душевных болезней под названием «Клинические исследования неистовых больных» Мержеевский защитил в 1865 году, после чего он стал обладателем премии Буша.
Продолжая образование, Иван Павлович много времени провел в клиниках и лабораториях нескольких западноевропейских университетов. Так, в Берлине он совершенстовался при участии блестящих медиков Рудольфа Людвига Карла Вирхова (нем. и Карла-Фридриха-Отто Вестфаля, в Геттингене его наставниками были Фридрих Зигмунд Меркель и Фридрих Густав Якоб Генле, а в Париже Мержеевский сотрудничал с Жан-Мартеном Шарко.
В 1877 году Мержеевский стал переемником профессора Балинского, получив пост директора Клиники душевных болезней.
Среди знаменитых учеников и коллег Мержеевского были такие выдающиеся в русской медицине личности, как невропатолог и психиатр Владимир Михайлович Бехтерев, доктор медицины Альфонс Феликсович Эрлицкий, выдающийся русский профессор неврологии и невроанатом Леонид Васильевич Блюменау (или Блуменау) и много других. Под его руководством было написано не менее 25 диссертаций и около 150 научных работ.
Кстати, именно под руководством Мержеевского Общество психиатров Санкт-Петербурга обрело крепость и влиятельность, с 1880 года он являлся его председателем.
В 1879 году он получил членство в Медицинском совете при имперском министерстве внутренних дел. Кроме того, был Мержеевский членом Французской академии наук, а также почетным членом нескольких медицинских обществ –Краковского, Варшавского, Вильнюсского и др.
Мержеевский выступил и одним из учредителей специальных тематических журналов – «Вестник клинической и судебной психиатрии и невропатологии» и «Архивы психопатологии».
Свою речь «Об условиях, благоприятствующих развитию душевных заболеваний в России, и о мерах, направленных к их уменьшению» психиатр произнес в 1887 году, на первом московском Съезде русских психиатров, где он также председательствовал.
Оставил свою деятельность Иван Павлович в 1893 году.
5 марта 1908 года Иван Павлович перенс инсульт, в результате которого и скончался. Случилось это во время его поездки в Париж.
Наиболее ценным вкладом Мержеевского в русскую медицинскую науку считаются его исследования в области идиотии, алкоголизма и прогрессивного паралича.