Родился в семье потомственного дворянина, поручика жандармского дивизиона. Начальное образование О. получил во 2-м Московском кадетском корпусе, окончив который в июне 1898 г., поступил в Московское техническое училище (МТУ). Завершив образование в апреле 1902 г., О. уехал в Германию, где поступил в Высшую техническую школу в Карлсруэ. Он специализировался там по физической и органической химии, а также по электрохимии. В июле 1906 г. вернулся в Россию и в феврале 1907 г. был принят на работу в Московский университет на должность сверхштатного лаборанта в лабораторию неорганической и физической химии, руководимой профессором А.П.Сабанеевым. В 1909 г. О. было присвоено звание приват-доцента МГУ. Параллельно О. сотрудничал с профессором Л.А.Чугаевым, руководившим лабораторией органической и общей химии в МТУ. Именно в этой лаборатории он провел первые работы по каучуку.

В 1912 г., поссорившись с А.Е.Чичибабиным, О. ушел из университета. Он перенес свою работу по каучуку (1912-1917) в лабораторию Общества производства и торговли резиновыми изделиями "Богатырь". Это было основное российское предприятие, потреблявшее дорогостоящий природный каучук. Кроме того, его руководители проявляли большую заинтересованность в зарождавшемся производстве синтетического каучука и охотно финансировали работы. К 1911 г. исследования по производству синтетического каучука проводились во многих странах мира. В России пионером в этой области исследований и производства был О.

С 1905 г. стали появляться первые публикации О. по полимеризации диенов и синтезу исходных мономеров искусственного каучука. Им было запатентовано свыше 20 способов получения бутадиена, в частности, метод альдольной конденсации ацетальдегида (1905), реализованный в промышленном масштабе в Германии в 1936 г.; способ получения бутадиена пропусканием паров этилового спирта и уксусного альдегида при температуре 440-460^оС над оксидом алюминия (1915), получивший промышленное использование в 1942-1943 гг. в США. Тогда же пиролизом скипидара О. получил изопрен и вместе с Ф.Ф.Кошелевым осуществил его полимеризацию под действием света ("изопреновая лампа О." - 1915 г.). О. был первым, кто подробно изучил роль активаторов (помимо серы) в вулканизации каучука и его превращении в резину и для улучшения свойств синтетического каучука предложил вводить в матрицу органические основания (толуидины, нафтиламины и др.).

В 1918 г. О. опубликовал в издательстве "Природа" очерк "Сон у человека и животных", в котором рассмотрел токсикологические, иммунологические и физиологические аспекты сложного биологического феномена, каким является сон. Эта работа написана в период огромного увлечения О. иммунологией, химиотерапией, токсикологией, поскольку он смело проводил аналогию между сном и отравлением живых организмов промышленными и бактериальными токсинами, лекарственными препаратами. О. рассматривал сон как процесс самоотравления неким "гипнотоксином", укорачивающим продолжительность жизни. Отсюда - рекомендации О. "лечить сон" специфической антисывороткой ("гипнотоксином") или введением универсального противоядия (например, аморфной органической кислоты), способного нейтрализовать в организме все токсины без исключения. Такая терапия, по О., сокращает потребность живых существ во сне и открывает у человека возможность выражения сверхчеловеческих способностей, когда "гениальность становится ординарным явлением".

В октябре 1921 г. О. покинул Россию и переехал в Латвию, где был избран приват-доцентом кафедры органической химии Латвийского университета в Риге. Читал 2 курса: по химии каучука и по химиотерапевтическим препаратам. В мае 1922 г. О. по приглашению доктора Хопкинсона из американской компании "Rubber Company" поехал в Нью-Йорк. Здесь он продолжил исследования в области химии и технологии каучука и фармацевтической химии в 2-х фирмах: " Rubber Company " и "Goodyear Tire". В 1925 г. О. открыл свою лабораторию "Ostro Research Laboratory", где изучал фармацевтические свойства различных препаратов мышьяка, растительных масел, эффективно используемых для лечения проказы, действие пиридиума. Он также участвовал в создании корпорации для коммерческого производства химиотерапевтических препаратов (пиридиума и пиразолона и др.), просуществовавшей в США до 1936 г.

В 1930 г. О. получил гражданство США. В этом же году он был приглашен на работу в компанию "Union Carbid Corporation" для разработки коммерческой технологии производства бутадиена из этанола. Производство прекратилось только после второй мировой войны, поскольку оно не могло конкурировать с технологиями, основанными на использовании бутилена.

Соч.: К теории бензольного ядра и этиленовой связи. М., 1910; Каучук и его аналоги. Экспериментальное исследование (1911-1913). М., 1913; Определение, классификация и оценка каучуков // Журнал Русского физико-химического общества, раздел химии, т.47, вып.6.

Лит.: Волков В.А., Вонский Е.В., Кузнецова Г.И. Остромысленский Иван Иванович /Биографический справочник. Химики. Киев, 1984; Seymour Raymond B. Ivan Т. Оstrоmislensky: Polymer Scientist and Doctor of Medicine // New Journal of Chemistry, 1989, v.6.