Его отец-лесопромышленник был здоровяком, который запросто гнул подковы; этим умением, кстати, до глубокой старости обладал и сам Иван Антонович. Так что когда отец в начале ХХ века оставил семью, заботы о ней легла и на подростка Ивана.

Потом юношу закрутила, замотала Гражданская война – вместе с авторотой 6-й армии он дошел до Перекопа. После окончания военных действий уехал в Петроград, где экстерном закончил 23-ю единую трудовую школу и пошел работать. Был пильщиком дров, грузчиком, шофером. Одновременно умудрился закончить Петроградские мореходные классы и получить диплом штурмана каботажного плавания…

О юных годах Ефремов вспоминал в одном из своих писем: «Когда-нибудь я напишу о своих первых плаваниях на Тихом океане. О том, как… матрос, попавший в одну компанию со всякой шпаной, сумел отстоять свое достоинство благодаря врожденной силе и боксерскому умению; как он за краткое время стоянок в Японии увидел нечто большее, чем портовые кабаки…»

Он действительно плавал на Дальнем Востоке, совершал рейсы на Камчатку, Сахалин, в ту же Страну восходящего солнца… Потом его занесло на Каспий, где он заинтересовался палеонтологией, прочитав в журнале статью известного ученого, профессора П.П. Сушкина.

Осенью, закончив навигацию, он разыскал Петра Петровича в Петрограде и попросился в ученики. Сушкину понравился плечистый, самостоятельный юноша. И он предложил ему место препаратора в Геологическом музее.

Одновременно Ефремов поступил на биофак университета, но в 1925 году перешел в Горный институт, на геологическое отделение. Работал, учился вечерами и по окончании курса не только получил диплом с отличием, но и вскоре защитил ученую степень кандидата наук за оригинальное описание древнейших земноводных.

С той поры он неоднократно участвовал в научных экспедициях. Сначала вместе с Сушкиным, а после смерти учителя и самостоятельно. Причем свое первое научное открытие новоиспеченный ученый сделал в 18 лет