Bugün Bulgaristan sınırları içinde kalan Silistre'de doğdu (1893). Silistre Rüştiyesi'ni bitirdi. 1918'de İstanbul Dârülmuallimîni'nden mezun oldu. Maarif Nezareti aracılığı ile Dârülmuallimîn mezunlarından sınavla seçilen yirmi kişilik kafile ile Eylül 1918'de Karlsruhe/Ettlingen Öğretmen Okulu'nda pedagoji eğitimi almak için Almanya'ya gönderildi. Bu yirmi kişilik gruba "1918'liler grubu" da denmektedir. Bu grupta İsmail Hakkı Tonguç ile beraber Hıfzırrahman Raşit Öymen ve Mehmet Fuat Gündüzalp gibi erken Cumhuriyet eğitimi üzerinde izlerini bırakacak önemli isimler vardı. İsmail Hakkı burada aldığı eğitimin yanında Alman köylerini, müzelerini, tiyatrolarını gezmiş, Alman yaşamı ve entelektüel dünyası ile dönemin etkin siyasî fikirlerini de tanımıştır. Ancak bu eğitim programı tahmin edilenden daha az Eylül 1918-Nisan 1919 tarihleri arası sadece yedi ay sürmüştür.

Almanya'dan döndükten hemen sonra resim-el işleri ve beden terbiyesi öğretmeni olarak Eskişehir Öğretmen Okulu'na atandı. 1921-1922 öğretim döneminde tekrar Almanya'ya gönderildi. Bu ikinci yolculuğu daha uzun ve içerik olarak daha yoğundu. O sene Karlsruhe Güzel Sanatlar Yüksekokulu'nda derslere devam etti. Uzmanlık dalları grafik, tahta işleri ve illüstrasyon idi. Bu derslerin yanında Beden Eğitimi Öğretmen Okulu'na (Fröbel Semineri), Ettlingen'deki beden eğitimi derslerine girdi, Karlsruhe'de bir Halkokulu'nda (Volksschule) el becerisi kursuna katıldı. Burada resim ve elişi öğretmeni olmak amaçlı becerilerini geliştirmeye odaklandı. Eğitimle toplumsal değişmenin ilişkisi ve etkileşimini anlamaya emek verdi. Haziran 1922 tarihinde Almanya'dan döndü ve ekim ayında Konya Dârülmuallimîni (Erkek Öğretmen Okulu) ve Konya Sultânîsi resim-el işleri ve beden eğitimi öğretmeni olarak işe başladı. Burada çalıştığı iki sene boyunca, Almanya'da öğrendiği yöntemleri uygulamaya koydu. Öğrencilerini çevre gezilerine çıkarttı.

1925 Mart ayında gözlem ve incelemeler yapmak üzere tekrar Avrupa'ya gönderildi. Türkiye'ye döndükten sonra incelemeleri konusunda raporlar yazıp yayımladı. Bu gezi sırasında ziyaret ettiği kırsal okullar, köye öğretmen yetiştirmeye ilişkin düşüncelerini şekillendirmeye büyük katkı yaptı.

1926 yılında kurulan Talim ve Terbiye Heyeti'nin rehberliğinde "iş okulu" ve "toplu tedris" anlayışını merkeze alan 1926 İlkokul Programı hazırlandı. Bu programın uygulanmasında önemli rol oynayacak olan "okul müzesi" kuruldu. Mart 1926'da İsmail Hakkı Tonguç Almanya'dan döndükten hemen sonra J. Dewey tarafından açılması önerilmiş olan Okul Müzesi müdürlüğüne (Maarif Vekâleti Levazım ve Âlât-ı Dersiye Müzesi müdürlüğü) atandı. Buranın amacı eğitimi çağdaşlaştırmak, iş eğitimini okullara sokmak ve yaygınlaştırmaktı.

Okul Müzesi Müdürlüğü bakanlık olarak kullanılan Öğretmen Okulu'nun alt katında iki oda içinde kuruldu. Müzede fizik, kimya biyoloji ile ilgili ders araç gereçleri, makine modelleri, yapı maketleri, doldurulmuş hayvanlar, mikroskoplar, resimler, haritalar, yeni kitaplar sergileniyordu. 1926 Temmuzunda örnek dersler ve materyallerin tanıtımı yoluyla iş okulu kavramının öğretmenler tarafından daha iyi anlaşılmasını sağlamak amacıyla Almanya'dan gelen uzmanların ders verdiği, altmış altı öğretmenin katıldığı kırk beş gün süren "İş Temelli Öğretim Kursu" düzenledi. 1927 yılında el işi derslerinin iş eğitimi ilkelerine dayalı yapılabilmesi için Elişleri Rehberini yayımladı.

Tonguç 1927 yılında Ankara ve İstanbul'da müfettişler için ve daha sonraki yıllarda öğretmenler için açılan benzer kurslarda eğiticilik yaptı. 1933 yılında okul müze müdürü olarak seyyar sergi düzenledi. İki vagon dolusu öğretim araç gereci, derslik vagonu ile Anadolu'da on dört istasyonda duruldu. Sergiyi kırk beş gün içinde 10.000 kişi gezdi, on altı konferans verildi, 10.000 kadar parasız kitap dağıtıldı. 31 Aralık 1929 tarihinde okul müzesi müdürlüğü görevine ek olarak Gazi Muallim Mektebi resim-el işi öğretmenliği ile de görevlendirildi. 1932 yılında Gazi Eğitim Enstitüsü Resim-Elişi Bölümü'nün kurulmasında yer aldı. 1932 yılında öğretmen okullarına ders kitabı olarak Resim Elişleri ve Sanat Terbiyesi kitabını yazdı. 1935 yılına kadar Resim-Elişi Bölümü'nün yöneticiliğini yaptı. Bu sürede Cumhuriyet Halk Fırkası'nın (CHP) amblemi altı okun çizilmesi ve Cumhuriyet'in onuncu yılının kutlanması etkinliklerinin dekorasyon ve sergi komisyon başkanlığını üstlendi.

1927 yılından itibaren Terbiye dergisinde ilkokullarda iş eğitimi yöntem ve uygulamalarını farklı yönleriyle ele alan mekteplerde bahçe işleri, resim, kum, toplu tedrisata dair birçok makale, çeviri kaleme aldı. Bakanlıkça bastırılan 1928 Muallim Almanağı, 1929 Muallim Yıllığı ve 1944 Küçük Maarif Yıllığı çalışmalarının hazırlanmasında katkısı oldu. 1931'de George Kerschensteiner'ın eserini Mürebbinin Ruhu ve Muallim Yetiştirme Meselesi adıyla Türkçe'ye çevirdi. Bu kitap özellikle dönemin öğretmen kaynağı olan Gazi Eğitim Enstitüsü Pedagoji Bölümü'nde uzun süre öğrencilere okutulmuştur. 1933'te Kerschensteiner adlı kitabı yayımladı. Aynı yıl ilk özgün eseri sayılabilecek İş ve Meslek Terbiyesi kitabını yayımladı ve burada köy gerçekliğine odaklandı. Bu kitap 1974 yılında Tüm Öğretmenler Birleşme ve Dayanışma Derneği (TÖB-DER) tarafından İş ve Meslek Eğitimi adıyla tekrar basıldı.

İsmail Hakkı Tonguç okul müzesi müdürü iken İlk Tedrisat genel müdürü (daha sonra Maarif vekili) Reşat Şemsettin Sirer ile birlikte 1934'te Almanya Maarifi adlı kitabı yazdı. Kitap özellikle iş okulu kavramını bir eğitim sistemi içerisinde izlemek açısından bir yol haritası çiziyordu. Millî Talim ve Terbiye Dairesi'nin emriyle bastırılan bu kitap, Alman eğitimini her yönüyle ve geniş bir kaynakça ile anlatmaktadır. Öğretim kademeleri, meslekî terbiye kurumları, eğitim öğretim prensipleri, mevzuat, eğitim finansmanı, öğretmen yetiştirme, öğretmen hakları, iş mektebi, tecrübe mektepleri, siyasî parti programları gibi eğitim sistemini geniş anlamda ele almış bir kitaptır.

Tonguç 1934-35 ders yılı başında vekâleten Gazi Eğitim Enstitüsü ve Gazi Lisesi müdürlüklerine getirildi. 3 Ağustos 1935 tarihinde İlköğretim genel müdürlüğü görevine atandı, on bir yıl, bir ay, yirmi iki gün bu görevde kaldı. Bu süre içinde Türk eğitim tarihi açısından oldukça önemli olan 1936 ilkokul programının hazırlanması, 1937 köy eğitmen kurslarının ve ardından Köy enstitülerinin açılması gibi üç önemli icraatı oldu. Tonguç bu kurumların açılışının projelendirilmesi, üst makamların ikna edilmesi, yasalaşması, programlarının yapılması, uygulamaların başlaması ve yürütülmesi süreçlerinin tamamına önderlik etti.

1930'lu yılların başında köy sorunu ele alınmaya ve köye göre öğretmen yetiştirme ile yoğun biçimde ilgilenilmeye başlandı. 1935 yılında yapılan nüfus sayımı istatistiklerine göre, üretken nüfusun %81'i köylerde yaşamakta, 40.000 köyden 31.000'inde okul bulunmamakta ve köylerdeki çocukların ancak %26'sı okula gidebilmekteydi. Bu sorunun çözülebilmesi için 20.000 köy öğretmeninin yetiştirilmesi öngörülmüştür (Köy Enstitüleri Kanunu, 1940). Tonguç, erken Cumhuriyet döneminde Türkiye'nin okullaşma ve ilköğretim sorununun bir köy sorunu olduğunu düşünmüş, bütün eserleri ve uygulamaları ile köyü kalkındırmayı hedeflemiştir. Bunu yaparken Kershensteiner ve Pestalozzi gibi önemli pedagogların düşünce ve uygulamalarını Türkiye şartlarında değerlendirerek harekete geçmiştir. Tonguç köye yönelik öğretmen yetiştirme projesini hayata geçirebilmek için Hasan Âli Yücel ile yakın iş birliği kurmuş, enstitülerin nerede, nasıl, kimler tarafından ve nasıl bir program dahilinde kurulacağına yönelik tam yetki verilmiştir.

Köy enstitüleri projesinin ilk deneme okulu 1937'de Köy Öğretmen Okulu adıyla İzmir Kızılçullu'da kuruldu. 17 Nisan 1940 tarihinde Köy Enstitüleri Kanunu kabul edildi. Böylece öğretim süresi ilkokul üzerine beş yıl olan Köy enstitülerinin açılmasına başlanmıştır. Tonguç, Köy enstitülerinde benimsenen iş ilkesini ve bu kurumların nasıl bir yapı inşa edeceklerini tarihî sosyal ve kültürel bağlamı dikkate alarak yazdığı Köyde Eğitim (1938) ve Canlandırılacak Köy (1939) adlı kitaplarda, Ülkü ve İlköğretim dergilerindeki makalelerinde anlatmıştır.

Başta Kerschensteiner olmak üzere birçok eğitimcinin görüşüne başvuran Tonguç, Türkiye'nin gerçeklerinden yola çıkarak kendi özgün köyü canlandıracak öğretmeni yetiştirme görüşünü geliştirmiştir. Köy enstitülerinde eğitimde işi ilke edinmiş, iş okulu ve üretim okulu anlayışlarının sentezine varmıştır. Tonguç'un yaşamın gerçek işleri içinde eğitim öğretim görüşü enstitü programının önemli bir ilkesi olarak kabul edilmiştir (Meşeci-Giorgetti, 2009).

Tonguç 21 Eylül 1946 tarihinde ilköğretim genel müdürlüğü görevinden ayrılarak naklen Talim Terbiye Kurulu üyeliğine atanmıştır. Bu süreçte İlköğretim Kavramı (1946) kitabını yazmış, Canlandırılacak Köy kitabının genişletilmiş ikinci baskısını (1947) hazırlamış, Türkiye'nin köy öğretmeni eğitimi tecrübesi ve Köy enstitülerine gelen eleştirilere bu kitapta cevap vermiştir. Öğrenciliğinde ve çalışma yaşamında hep beraber olduğu Fuat Gündüzalp ile birlikte A. Rufen'in Pestalozzi ve Devrim adlı kitabını çevirmişler ancak bu kitap Tonguç'un vefatından sonra 1962'de yayımlanabilmiştir.

Tonguç 26 Mart 1949 tarihinde Ankara Atatürk Lisesi resim-iş öğretmenliğine naklen atandı. Aynı yıl iş eğitimi ilkesine göre Öğretmen Ansiklopedisi (1949) hazırlamaya başladı ancak sadece üç fasikül yayımlandı. 11 Eylül 1950 tarihinde Köy enstitülerinde sol eğilimli olduğu, komünist propaganda yaptığı öne sürülerek bakanlık emrine alındı. Hakkında yapılan soruşturma, Danıştay'ın Tonguç lehine kararıyla sonuçlandı. 1 Ekim 1953 tarihinde kendi isteği ile emekli olmuştur. Bu süreçte daha önce fasiküller halinde yayımlamaya başladığı Öğretmen Ansiklopedisi'ni bitirdi. Bu eser kısaltılmış haliyle Öğretmen Ansiklopedisi ve Pedagoji Sözlüğü (1952) adıyla okuyucuya sunulmuştur. Kitabın yasaklanma ihtimaline karşı kitabın üstüne İsmail Hakkı Tonguç'un ismi yazılmamıştır. Tonguç emekli olduktan sonra da köy eğitimi üzerine düşünceler üretmeyi sürdürmüş, Köy Enstitüsü mezunlarının ve öğretmenlerinin çıkarttığı Demet dergisinde yazmaya devam etmiştir.

1956 yılında çıktığı Avrupa gezisinde Almanya, Hollanda, İsviçre'ye gitti. İsviçre'de Pestalozzi kitabını yazan A. Rufer ile bir araya geldi, Pestalozzi'nin yaşadığı, çalıştığı, kitaplarını yazdığı yerleri, arşivini, eğitim kurumlarını, müzeleri ziyaret etmiştir. Avrupa gezisini ve düşüncelerini Demet dergisinde yayımlamıştır. 23 Nisan 1960'ta vefat etti. Vefatından sonra Avrupa gezisinden ve Pestalozzi'den bahsettiği yazıları Pestalozzi Çocuklar Köyü (1960) adıyla kitaplaştırıldı. Oğlu Engin Tonguç, 2011'de İsmail Hakkı Tonguç Belgeliği Vakfı'nı kurmuştur. Engin Tonguç, çoğunlukla belgelikteki kaynaklardan yola çıkarak babası İsmail Hakkı Tonguç'un yaşamını ve Köy enstitüleri tecrübesini ele alan Devrim Açısından Köy Enstitüleri ve Tonguç (1970), Mektuplarla Köy Enstitüsü Yılları (1976) ve Bir Eğitim Devrimcisi İsmail Hakkı Tonguç, Yaşamı, Öğretisi, Eylemi (1997) adlı kitapları yayımlamıştır.

Erken Cumhuriyet dönemi eğitimi üzerinde derin etkileri olan İsmail Hakkı Tonguç hakkında makale, kitap, derleme, anı vb. çok sayıda çalışma yayımlanmıştır. Ancak Tonguç'un fikirlerini, faaliyetlerini ve Türk eğitim sistemi üzerindeki etkilerini ele alan felsefî, sosyal ve kavramsal düzeyi yüksek bir şekilde ele alan kapsamlı bir çalışmadan bahsetmek şimdilik güçtür.