В 22 года изобрёл и опубликовал работы по кислому гудрону — нейсобиту и был направлен на учебу в московский автомобильно-дорожный институт и успешно окончил его в 1936 году с рекомендацией в аспирантуру по кафедре строительных материалов.

В период учебы в высшей школе он активно совмещал учебу с научно -исследовательской работой, увлеченно работая над проблемами улучшения качества дорожных покрытий. Как результат — успешная защита кандидатской диссертации «испытание и обработка кислотных остатков (кислых гудронов) для целей дорожного строительства».

В 1941—1946 годы возглавлял кафедру дорожно-строительного материаловедения и одновременно был проректором СибАДИ по учебной и научной работе. В эти годы им было положено начало методике преподавания курса «дорожно-строительные материалы», были развернуты научно-исследовательские работы по изучению свойств местных строительных материалов, а также западной и восточной Сибири, дальнего востока для разработки на их основе составов асфальтобетонов для устройства покрытий дорог и аэродромов. Он создал студенческий научно-технический кружок.

В 1946 г. Он перешел на работу заведующим кафедрой строительных материалов, позднее переименованную в кафедру строительного материаловедения, во всероссийском заочном инженерно-строительном институте (ныне московский институт коммунального хозяйства и строительства МИКХиС), где подготовил и защитил докторскую диссертацию и которой заведовал более 55 лет.

Многолетняя научно-исследовательская работа И.А. Рыбьева, посвященная развитию строительного материаловедения как фундаментальной науки прикладного характера, состоящей из двух взаимосвязанных компонентов — теории и практики, позволила открыть важнейшие законы.

Открытый им закон створа (диплом № 105 от 1 марта 1999 г. По приоритету публикации 1957 г.) Устанавливает соответствие оптимальной структуре комплекса экстремальных значений свойств и является следствием воздействия физических, физико-химических и технологических факторов и явлений.

Установленные закон створа, закон конгруэнции и закон прочности искусственных строительных конгломератов оптимальной структуры позволяют совершенствовать производство новых строительных материалов с заданными экстремальными показателями свойств, получать новые эффективные строительные материалы с заранее заданными физико-механическими свойствами.

Им подготовлено 62 кандидата и 12 докторов технических наук, опубликовано 508 научных трудов, получено 32 авторских свидетельства на изобретение, написаны монографии и учебники «строительное материаловедение», «общий курс строительных материалов», «строительные материалы на основе вяжущих веществ (искусственные строительные конгломераты)», «технология гидроизоляционных материалов», «асфальтовые бетоны».

Награды: Орден «Знак почета», Медаль «За доблестный труд в Великую Отечественную Войну 1941—1945 гг.».