Родился 27.08(6.09).1666. Сын царя Алексея Михайловича и его первой жены, Марии Ильинишны Милославской. Как и все сыновья Алексея Михайловича от первого брака, Иоанн был крайне слаб здоровьем, страдал цингой и болезнью глаз и вдобавок был слабоумен.

После смерти царя Фёдора Алексеевича (27.04.1682) 16-летний царевич Иоанн по праву старшего в роду должен был вступить на московский престол, но партия Нарышкиных обошла законного наследника и добилась провозглашения царем 10-летнего Петра и регеншей при нём его мать — царицу Наталью Кирилловну Нарышкину.

Но стрельцы подняли бунт и под влиянием слуха о том, что Нарышкины задушили Иоанна Алексеевича, 15.05.1682 ворвались в Кремль и зарубили боярина А.С.Матвеева, М.Ю.Долгорукова (начальника Разрядного приказа) и братьев царицы Нарышкиной. Сам царевич не играл в заговоре никакой роли и даже пытался успокоить стрельцов, уверив их, что "его никто не изводит, и что он ни на кого не может пожаловаться".

Тем не менее, разгромив партию Нарышкиных, стрельцы потребовали воцарения Иоанна Алексеевича. Собор, под давлением стрельцов, нашёл возможным и даже полезным, провозгласить царями и Иоанна и Петра (возможно принимая во внимание слабое здоровье Иоанна). 26.05.1682 боярская дума объявила Иоанна — "первым", а Петра — "вторым" царём, а их регентшей — старшую сестру царевну Софью. 25.06.1682 Иоанн V и Пётр I торжественно венчались на царство.

Для них был сооружён особый трон с двумя сиденьями, в настоящее время хранящийся в Оружейной палате. Иоанн хоть и считался "старшим" царем, но никакого участия в государственных делах не принимал.

9.01.1684 Иоанн Алексеевич сочетался браком с Прасковьей Фёдоровной Салтыковой.

В 1689 царевна Софья и начальник Стрелецкого приказа Фёдор Шакловитый пытались подстрекать стрельцов к восстанию против Петра Алексеевича и Нарышкиных, уговаривая их требовать венчания на царство Софьи Алексеевны.

В борьбе Софьи с Петром Иоанн сначала стоял на стороне сестры, но затем, когда Пётр потребовал выдачи Шакловитого, Иоанн Алексеевич, под влиянием боярина Петра Семёновича Прозоровского (Меньшого), заявил Софье, что он "и для неё царевны, не только для такого вора Шакловитого, ни в чём с любезным братом ссориться не будет".

Как при Софье, так и позже при Петре Иоанн V никакой роли в управлении государством не играл и пребывал "в непрестанной молитве и твёрдом посте". От природы очень болезненный, он уже в 27 лет был совсем дряхлым и плохо видел и, по свидетельству одного иностранца, был поражён параличом.

Умер Иоанн Алексеевич 29.01(8.02).1696, оставив 3-х дочерей:

- Екатерина (1691-1733) в 1716 была выдана Петром I за герцога Карла-Леопольда Мекленбург-Шверинского (1678-1747). Брачный договор дополнял союзнический договор, который позволял России размещать войска на севере Германии. Брак между Карлом Леопольдом и Екатериной Иоанновной был не счастливым. Герцог обращался с Екатериной грубо и даже жестоко. В 1722 Екатерина оставила супруга и вместе с малолетней дочерью вернулась в Россию. Их дочь Анна Леопольдовна стала матерью императора Иоанна VI Антоновича, и правительницей в 1740-1741.

- Анна (1693-1740) в 1710 была выдана Петром I замуж за герцога Курляндского Фридриха Вильгельма. Овдовевшая через 2,5 месяца после свадьбы, Анна была отправлена Петром I в Курляндию. После смерти императора Патра II в 1730 была провозглашена императрицей.

- Прасковья (1694-1731) состояла в морганатическом браке с генерал-аншефом Иваном Ильичом Старшим Дмитриевым-Мамоновым (1680—1730), происходящим из смоленских Рюриковичей, утративших княжеский титул.