19 сентября 1810 г. в чине подполковника Дибич был переведен в свиту императора по квартирмейстерской части, а в следующем году произведен в полковники и довольно быстро занял влиятельное положение в штабе. Сначала в качестве дежурного штаб-офицера, а затем обер-квартирмейстера служил в корпусе графа Витгенштейна, в котором встретил начало Отечественной войны. 17 тысячный корпус Витгенштейна, прикрывавший северное направление, с 18 по 20 июля в районе Клястиц нанес поражение французскому корпусу маршала Удино. Битва началась атакой гусар генерала Кульнева, а на следующий день в бой вступили главные силы. После ожесточенного сражения французы, потерявшие более 5 тысяч убитыми, отступили к Полоцку. Управление русского корпуса в жарком трехдневном сражении оказалось на высоте. 24 августа обер-квартирмейстер полковник Дибич за храбрость в сражении у Клястиц был награжден орденом св. Георгия 3-й степени. Русские войска пытались развить успех, но в сражении под Полоцком 5 и 6 августа результатов не добились, однако Дибич за отличие в этих боях был произведен в генерал-майоры.
В начале октября войска Витгенштейна вновь перешли в наступление на Полоцк. В этот период Дибич командовал сводным авангардным отрядом. Его егеря, гренадеры и драгуны, взаимодействуя с авангардом князя Яшвиля, пробились сквозь заставу правого берега реки Полоты и в числе первых ворвались в горящий город. Победа у Полоцка создала фланговую угрозу отступавшей из России армии Наполеона. 19 октября Дибич в составе корпуса Витгенштейна атаковал в районе Чашников корпус Сен-Сира, а 2 ноября в упорном бою у деревни Смольня был в рядах передовых русских войск, остановивших французское наступление на этом участке боевых действий. В этот период он участвовал в боях у Борисова, при Студянке, в разгроме французских войск во время их переправы через Березину. 13 декабря, атаковав вдесятеро сильнейшие прусские колонны генералов Йорка и Массенбаха, склонил их к переговорам, а затем и к переходу на сторону русской армии.
С началом заграничных походов Дибич командовал кавалерийским отрядом и, находясь в авангарде войск графа Витгенштейна, вступил в Берлин. С февраля по май 1813 г. он находился в непрерывных боях с французскими частями. Участвовал 20 апреля в сражении при Люцене, в котором французы потеряли 15 тысяч, а союзники 12 тысяч человек и отступили за Эльбу; 8 и 9 мая — в битве при Бауцене, которая закончилась поражением союзников, вынужденных отступить в Верхнюю Силезию, после чего было заключено Пражское перемирие, завершившее первый этап кампании 1813 г.
С возобновлением военных действий Дибич, участвовавший перед этим в переговорах с Австрией о ее вступлении в антифранцузскую коалицию, вновь на переднем крае. В упорной битве под Дрезденом 14 и 15 августа он был в первых рядах русской армии. Под ним было убито две лошади, а сам генерал получил контузию, но всего через несколько дней уже был среди командующих войсками в сражении под Кульмом. Он подошел к Кульму с первыми подкреплениями, решившими исход битвы в пользу союзников. В должности генерал-квартирмейстера заведовал оперативной частью в штабе Витгенштейна, а затем Барклая-де-Толли; находясь на виду, приобрел расположение Александра I. Участвовал в знаменитой битве под Лейпцигом, в которой с обеих сторон сошлось свыше полумиллиона человек. В трехдневном сражении французы лишились 40 тысяч убитыми и ранеными, 20 тысяч пленными и 325 орудий. Союзники потеряли 45 тысяч солдат. После сражения, в числе других отличившихся, Иван Иванович Дибич был награжден чином генерал-лейтенанта.
В кампании 1814 г. Дибич участвовал в сражении под Бриенном, а затем командовал легкой гвардейской кавалерийской дивизией и бригадой гренадер, с которыми занял город Сезан. 12 марта в Соммпюи у русского императора состоялся военный совет в составе Берклая-де-Толли, Волконского, Дибича и Толя, на котором военачальники решили соединенными силами идти на Париж. Битва за столицу Франции длилась несколько часов. Наиболее ожесточенные бои развернулись у Бельвильских ворот и у высот Монмартра. В 5 часов вечера Париж капитулировал. За эту победу генерал-лейтенант Дибич был награжден орденом св. Александра Невского.
После окончания войны Иван Иванович был назначен начальником штаба 1-й армии, а в 1818 г. получил звание генерал-адъютанта. Сопровождал Александра I на Лайбахский конгресс, а через год находился в свите императора на смотре в Вильно. Уже заняв посты начальника Главного штаба, члена Государственного совета и Комитета министров, сопровождал царя во всех его поездках по России, в Варшаву, в Крым и Таганрог, где присутствовал при кончине Александра I.
В день коронации Николая I И. И. Дибич был произведен в генералы от инфантерии. Накануне этого события он решительно стал на сторону монархии, когда 14 декабря 1825 г. в Санкт Петербурге на Сенатской площади произошло восстание декабристов; принял меры к полному раскрытию заговора и аресту некоторых членов тайного общества. После этого Иван Иванович до конца жизни оставался ближайшим советником и доверенным лицом императора. В 1827 г. он был послан на Кавказ для устранения трений между Ермоловым и Паскевичем и по возвращении в столицу стал графом Российской империи.
Когда началась русско-турецкая война 1828–1829 гг., Дибич прибыл в действующую армию, которой командовал его давний начальник П. X. Витгенштейн, но в начале военных действий определенной должности не занимал. Главные боевые действия развернулись у крепостей Силистрия, Шумла и Варна. Против 20-тысячного гарнизона Силистрии был оставлен лишь слабый заслон, а турецкий гарнизон Шумлы по численности превышал осаждавшие крепость русские войска. Более успешно армия действовала под стенами Варны, где с помощью Черноморского флота удалось полностью блокировать крепость, а затем и вынудить ее к капитуляции. За участие но взятии Варны генерал от инфантерии Дибич был награжден орденом св. Андрея Первозванного. Взятием Варны решено было закончить неблагоприятно сложившуюся кампанию. 3 октября русская армия отступила от Шумлы, а 27-го числа была снята и осада Силистрии. Кампания 1828 г. была проведена с недостаточными силами и после перехода через Дунай свелась к одновременной осаде грех крепостей, на что было потрачено много времени и сил.
18 февраля 1829 г. на место генерал-фельдмаршала Витгенштейна главнокомандующим был назначен Дибич, а начальником штаба — Толь. Приняв армию, они деятельно стали приводить ее в порядок и укреплять тылы. Благодаря Черноморскому флоту у Сизо-поля, на болгарском побережье, был высажен десант и устроена главная база. Попытки турок отбить Сизополь были отражены. Турецкое командование начало военные действия уже в апреле наступлением на занятую русскими Варну, однако противника разбили части генерала Рота. 7 мая Дибич во главе 60-тысячной армии переправился через Дунай и осадил Силистрию. Оставив у крепости половину армии, русский главнокомандующий выступил на юг для удара во фланг идущему к Варне войску великого визиря Решид-паши. 30 мая турецкая армия была настигнута в районе Кулевчи. Упорный бой длился пять часов, причем туркам вначале удалось потеснить наши авангарды. Выдвинутая вперед конная артиллерия ударила по противнику картечью, а затем его атаковали гусарские полки. Воспользовавшись растерянностью и временным бездействием великого визиря, русским войскам удалось подтянуть резервы, перегруппироваться и перейти в наступление. Сражение завершилось полным поражением войск Решид-лаши. Турки потеряли более 5 тысяч убитыми, 2 тысячи пленными, 50 орудий и 6 знамен. Разгром турецкой армии при Кулевче способствовал и капитуляции Силистрии, которая сдалась 19 июня. В крепости было взято более 9 тысяч пленных, 264 орудия и 100 знамен. 9 июня 1829 г. генерал от инфантерии И. И. Дибич награжден орденом св. Георгия 2-й степени «…за поражение турок в сражении при Кулевче 30 мая 1829 года».