Njegov oče je bil Bernard Tomšič, učitelj v belokranjski Vinici, mati je bila Marija, rojena Malnarič. Osnovno šolo je obiskoval doma, nato pa med letoma 1855 in 1888 gimnazijo v Ljubljani, pri čemer sta ga podpirala Janez Bleiweiss in Andrej Zamejec. Po treh letih je prestopil na učiteljišče, ki ga je končal leta 1860.
Še pred zaključkom šolanja je pomagal na normalki, med letoma 1860 in 1867 pa je služboval v Tržiču na Gorenjskem. Zatem je bil na normalki v Ljubljani pomožni učitelj, od leta 1872 pa redni učitelj na vadnici, kjer je ostal do smrti leta 1894. Od leta 1889 je bil tudi okrajni šolski nadzornik za ljubljansko okolico.
Že pod vodstvom očeta je začel pisati in objavljati pesmi in kratke povesti, najprej v leposlovnem listu Vedež, kasneje v časopisih Šolski prijatel in Zgodnja danica. Med pomembnejšimi prispevki je spis z naslovom Narodni običaji v Vinici na Dolenjskem, ki ga je v listu Šolski prijatel objavil leta 1854. Pod vplivom brata Ljudevita Tomšiča, učitelja in pisatelja, je objavljal tudi v dijaškem glasilu Torbica, ki je najprej izhajal v Ljubljani, nato pa v Zagrebu. Zlasti v času, ko je služboval v Tržiču, je sodeloval v stanovskem listu Učiteljski tovariš, kjer je poleg pesmi objavljal strokovne prispevke. Pisal je tudi v časopis Narod in v literarno revijo Slovenski glasnik. Od leta 1872 je bil odbornik pri Slovenski matici, zanjo je sestavljal Slovensko bibliografijo in objavil zgodovinsko gradivo Znamenitosti v Tržiču na Gorenjskem iz francoske dobe. Leta 1879 je za gledališče priredil enodejanko z naslovom Dva zeta.
V posebnih knjižicah je prevajal in izdajal šolske napotke, življenjepise ter vzgojne in gospodarske nauke (npr. ABC v podobah in besedi za otroke iz leta 1868, Poboljšani sosedje ali sadjereja v pogovorih za domače ljudstvo iz leta 1867 ipd.). Njegovo najpomembnejše delo je ustanovitev mladinskega lista Vertec (kasneje Vrtec) iz leta 1871, ki je bil dolgo časa edini slovenski list za mladino. Do smrti ga je sam urejal in večinoma vanj sam pisal. Sčasoma je zanj pridobil še druge sodelavce, v njem so med drugim izhajale za tisti čas imenitne Levstikove pesmi.
Na šolsko stavbo v Vinici, njegovo rojstno hišo, ki je bila med drugo svetovno vojno porušena, je Belokranjsko učiteljsko društvo leta 1897 postavilo spominsko ploščo, ki se danes nahaja v preddverju nove šolske stavbe.
Zlati orehi slovenskej mladosti v opomin, 1866
Poboljšani sosedje ali sadjereja v pogovorih za domače ljudtvo, 1867
ABC v podobah in besedi za otroke, 1868
Prirodoslovje v podobah, 1869
Navod, kako naj ravnajo posamesni kmetje in cele soseske z gozdom, 1869 (prevod)
Vošilna knjižica ali vošilni listi za novo leto, godove in rojstne dneve: slovenskej mladini v vporabo, 1870
Poljedelstvo s posebnim ozirom na domače pridelke: za prosto domače ljudstvo po najboljih skušnjah izurjenih poljedelcev, 1870
Krištofa Šmid-a sto malih pripovedek za mladost: (z nekaterimi podobami), 1872 (prevod)
Gledališke igre za slovensko mladino, 1875
Dragoljubci, 1879
Peter Rokodelčič: poučna povest odraslej slovenskej mladini, 1880 (prevod)
Názorni nauk za slovensko mladino, 1888 (prevod)
Slovenski biografski leksikon: 4. Knj.: Táborská – Žvanut. Ljubljana: Slovenska akademija znanosti in umetnosti, 1980–1991, str. 129–130.
Spominska obeležja v občini Črnomelj. (citirano 18. junija 2022). Dostopno na naslovu: https://www.kamra.si/mm-elementi/rojstna-hisa-ucitelja-pesnika-in-pisatelja-ivana-tomsica/