В феврале 1943 года Ивана Вдовытченко призвали в Красную Армию, уже в начале весны он начал участвовать в ожесточенных боях, шедших тогда на Воронежском фронте. Был пулеметчиком 3-го батальона 38-й армии. Несмотря на молодость, заслужил признание товарищей своим бесстрашием во время освободительных боев за населенные пункты Сумской области Украинской Советской Республики. 

В августе 1943 года вместе с однополчанами 19-летний Иван Вдовытченко подошел к селу Думовка, расположенному в Краснопольском районе. Немного не дойдя до населенного пункта, бойцам пришлось приостановиться, так как дальнейший путь преграждала высота, из которой немецкие захватчики соорудили опорный пункт с выигрышной позицией. 

Ранним утром 13 августа на батальон напали танковые и пехотные вражеские подразделения. Доблестно сражаясь, наши бойцы уничтожили два танка противника, но один сумел прорвать оборону и устремился к расположению стрелковой роты. Ее должно было прикрывать пулеметным огнем формирование, в котором служил Иван Вдовытченко. Бойцы пытались остановить танк противника, закидывая его гранатами, но он неумолимо приближался к позициям роты. Увидев, что нашему подразделению грозит поражение, а до гибели сослуживцев остались считанные секунды, он совершил отчаянный поступок. 

Прикрепив к поясу несколько гранат, пулеметчик выбежал из укрытия и кинулся под гусеницы вражеского танка. Противника он уничтожил, но сам погиб. Бесстрашие Ивана Вдовытченко поразило бойцов противника, их недолгой растерянностью сумели воспользоваться формирования Красной Армии. Наши войска перешли в контрнаступление, отбили у врагов опорный пункт и вошли в Думовку. 

Комсомольца, героически отдавшего свою жизнь в борьбе с фашистами, похоронили в братской могиле в расположенном неподалеку от места его подвига селе Самотоевка. Указом от 10 января 1944 года его посмертно удостоили почетного звания Героя СССР. Посмертно он получил и орден Ленина. В Красной Яруге, где родился герой, установили его бюст. Именем Ивана Вдовытченко названа улица, где он рос.