Окончил Пензенское духовное училище (1886), Пензенскую духовную семинарию (1891) и Московскую духовную академию (1895); утверждён кандидатом богословия 19 июня 1896 года. В ноябре 1899 года удостоен степени магистра богословия за диссертацию «Первое путешествие св. апостола Павла с проповедью Евангелия». В своей магистерской работе собрал исчерпывающие по тем временам сведения о странах и городах, где побывал апостол Павел во время первого путешествия, дал тщательный анализ всех важнейших мест Деяний апостолов, относящихся к этому путешествию, использовал обширную древнюю и современную литературу, дал анализ апокрифического «Деяния Павла и Фёклы».

Преподаватель и священник

1896 год — помощник секретаря совета Московской духовной академии и правления Александро-Мариинского дома призрения в Сергиевом Посаде; с сентября преподаватель географии в женском Филаретовском училище при доме призрения.

В 1896—1905 годах преподаватель Священного Писания и еврейского языка в Вифанской духовной семинарии.

В 1900-х годах член Общества любителей духовного просвещения, надворный советник.

С 1 июля 1905 года законоучитель и настоятель храма Марии Магдалины при Московском коммерческом училище (рукоположён во иерея 6 июля 1905 года).

С 1907 года настоятель храма св. Александра Невского при Усачёвском училище.

С 8 августа 1911 года по 1918 год профессор богословия Московского сельскохозяйственного института (избран на должность, несмотря на противодействие министра народного просвещения Льва Кассо, который считал его либералом), заведующий кафедрой богословия института, с 1915 года член его правления; одновременно до 1924 года настоятель храма апостолов Петра и Павла в Петровско-Разумовском (с 1919 года протоиерей); в 1916—1917 годах читал лекции по богословию студентам Рижского политехнического института, эвакуированного в Москву; награждён орденом Святого Станислава 3-й степени.

В 1917 году делегат Московского епархиального съезда и Всероссийского съезда духовенства и мирян, член Поместного собора по избранию как клирик от Московской епархии, член его I, II, V, VII, VIII, XV, XVII, XIX отделов.

В 1920—1921 годах помощник редактора изданий Сельскохозяйственной академии.

В 1924 году награждён митрой, включён в состав Высшего церковного совета при патриархе Тихоне и определён настоятелем Введенского храма в Черкизове.

В 1931 году уволен за штат по болезни, находился на иждивении детей.

Аресты и пребывание в тюрьмах

В ночь с 16 на 17 августа 1922 года был арестован и заключен во Внутреннюю тюрьму ГПУ. Обвинён в организации в Петровской сельскохозяйственной академии кружков христианской молодёжи, «в использовании своего положения священнослужителя с целью контрреволюционной агитации во время проповедей в храме и в частном быту»; 22 августа коллегия ГПУ постановила выслать его за границу и на время подготовки к отъезду освободить из тюрьмы. Но уже 23 августа был вновь арестован, заключён в Таганскую тюрьму и обвинён в том, что «в период изъятия церковных ценностей оглашал в церкви с амвона во время богослужения послание бывшего Патриарха Тихона, призывающее к сопротивлению изъятию церковных ценностей». На процессе, проходившем в Московском революционном трибунале в ноябре-декабре 1922 года, виновным себя не признал. Приговорён к трём годам тюремного заключения, но 17 января 1923 года постановлением ВЦИК освобождён по амнистии.

Спустя десять лет, 28 января 1933 года вновь арестован и заключён в Бутырскую тюрьму; обвинён в том, что участвовал в собраниях для бесед на религиозные темы, на которых вёл антисоветскую пропаганду — речь шла всё о тех же кружках начала 1920-х годов. Виновным себя не признал, но 15 марта 1933 года Особое совещание при коллегии ОГПУ приговорило его к трём годам ссылки в Вологду. Однако уже 4 апреля он был освобождён из тюрьмы.

Последний арест и мученическая кончина

Был арестован 22 января 1938 года и заключён в Таганскую тюрьму в Москве. Обвинён в том, что в кругу своих единомышленников говорил: «Никогда ещё в истории так не страдал наш русский народ, как сейчас. Но что делать? Наш русский народ — православный богоносец. Придет время, он покажет свою силу и свергнет безбожное иго силой Божией». виновным в контрреволюционной агитации себя не признал, но заявил, что принадлежит к Истинно-Православной Церкви. Тройкой НКВД 14 февраля был приговорён к расстрелу и 17 февраля расстрелян. Погребён в общей могиле на полигоне Бутово под Москвой.

Прославлен в сонме новомучеников Российских на юбилейном Архиерейском соборе Русской православной церкви в августе 2000 года.

Домовая церковь при Российском аграрном университете имени Тимирязева, обустроенная в 2008—2009 годах, освящена в память священномученика Иоанна Артоболевского в феврале 2009 года. Приписана ко храму Митрофана Воронежского в Петровском парке (на Хуторской). Относится ко Всехсвятскому благочинию Московской городской епархии. Престольный праздник — 17 февраля (святого Иоанна Артоболевского). Настоятель — протоиерей Димитрий Смирнов.