Согласно свидетельству о рождении, родился 19 ноября (2 декабря) 1892 г. в городке Алоя в семье "хозяина" (так в свидетельстве о рождении) Тениса Смилге (во многих публикациях фигурирует как лесник, расстрелян в 1906 за участие в революционных событиях 1905 года в Латвии) и его жены Аннетты Юлии Линде. Крещён был в местном приходе 31 декабря того же года.
В 1907 году в возрасте 14 лет вступил в РСДРП. В 1910 приехал в Москву и поступил в Московский Государственный Университет, однако уже в 1911 за участие в студенческой демонстрации был исключен из университета и выслан из столицы. Впоследствии, в 1915 году, за нелегальную пропагандистскую деятельность был сослан в Сибирь, откуда после Февральской революции 1917 года освободился по общей амнистии. В марте Смилга вернулся в Петроград и уже в апреле 1917 года в возрасте 24 (!) лет был избран в ЦК РСДРП и отправлен в Финляндию.
С середины 1917 года Смилга занимал пост председателя облисполкома армии, флота и рабочих Финляндии. Поддерживал связь с В. И. Лениным, находившимся в то время в Гельсингфорсе. Активно участвовал в подготовке Октябрьского восстания в Петрограде. 25 октября 1917 года, в день восстания, осуществил переброску верных большевикам войск из Финляндии в Петроград. С конца 1917 по 1918 годы — уполномоченный РСФСР в Финляндии. Один из главных организаторов революционного движения в Финляндии, однако после поражения в начале 1918 года финской революции, вернулся в Петроград.
В период с 1918 по 1921 годы Смилга являлся членом Реввоенсовета последовательно Западного, Южного, Кавказского и Крымского фронтов. Участвовал в разгроме белогвардейских войск А. М. Каледина, А. И. Деникина, повстанческих отрядов на Кавказе, Урале и Сибири, а также контрреволюционного мятежа в станице Вёшенская. Также судил штаб конно-сводного корпуса во главе с Б. М. Думенко
С 1920 на хозяйственной работе. 1921—1923 — член Президиума ВСНХ РСФСР, начальник Главного управления по топливу ВСНХ РСФСР. С 1923 года — заместитель председателя Госплана СССР. В 1924—1927 годах — директор Московского института народного хозяйства, читал в нём курс лекций по экономической политике СССР.
В начавшейся после смерти В. И. Ленина внутрипартийной борьбе Смилга поддерживал Л. Д. Троцкого, хотя и возражал против создания Трудовых армий. В 1927 году, как активный участник троцкистской оппозиции, был снят со всех постов и исключён из ВКП(б). Особым Совещанием при ОГПУ Смилга был приговорён к 4 годам ссылки и выслан в Минусинск. В 1930 вместе с А. Г. Белобородовым, К. Б. Радеком и Е. А. Преображенским заявил о разрыве с троцкизмом. Вскоре был восстановлен в ВКП(б) и вернулся в Москву. Вновь вошёл в Президиум ВСНХ и был назначен заместителем председателя Госплана СССР.
В декабре 1934 года после убийства С. М. Кирова вновь исключён из ВКП(б) и арестован. Осуждён на десять лет тюремного заключения и отправлен в Верхнеуральский политизолятор, где провёл три года и заболел брюшным тифом. Весной 1938 года возвращён в Москву и содержался во внутренней тюрьме НКВД, неоднократно подвергался допросам с применением жестоких пыток но виновным себя не признал и показания давать отказался. 12 марта 1938 года Военной коллегии Верховного Суда СССР приговорён к расстрелу за «участие в троцкистской контрреволюционной террористической организации». Приговор приведён в исполнение в здании Военной коллегии Верховного Суда СССР. Тело кремировано в крематории Донского монастыря.
3 апреля 1987 года Ивар Смилга был реабилитирован посмертно и восстановлен в партии.