Começou a tocar piano de ouvido aos 18 anos, influenciado pelo jazz e pela bossa nova. Formou-se em engenharia na mesma época em que começou a participar de festivais de música, no fim dos anos 60. Em 1970 chegou às finais do V Festival Internacional da Canção, com "O Amor É o Meu País" (com Ronaldo Monteiro de Souza), que conseguiu o segundo lugar. Seu primeiro grande sucesso como compositor foi com a gravação de Elis Regina para "Madalena", sua e de Ronaldo Monteiro. Nos anos 70 comandou o programa de televisão Som Livre Exportação, ao lado de Gonzaguinha e Aldir Blanc, e gravou discos que o projetaram nacionalmente. Alguns de seus maiores hits foram "Abre Alas" (1974), "Somos Todos Iguais Esta Noite" (ambas com Vitor Martins) (1977) e "Começar de Novo", gravada por Simone em 1979. A partir da segunda metade dos anos 80 passou a se dedicar mais à carreira internacional, especialmente nos Estados Unidos, onde artistas como Quincy Jones, George Benson, Ella Fitzgerald, Sarah Vaughan, Carmen MacRae e Barbra Streisand gravaram suas canções. Criou em 1991 com o parceiro Vitor Martins a gravadora Velas, com objetivo de buscar novos talentos. Como produtor e empresário, lançou nomes que se consolidaram na MPB da década de 90, como Guinga e Chico César. Ivan Lins já foi indicado para o prêmio Grammy e é atualmente um dos compositores brasileiros mais gravados no exterior. Um de seus trabalhos mais recentes é o CD duplo "Viva Noel", uma homenagem ao Poeta da Vila, com diversas participações especiais, além de "Um Novo Tempo", só com canções natalinas.