Призван в ряды Красной Армии в феврале 1942 г. Воевал в составе 9 гвардейской танковой бригады 1 гвардейского механизированного корпуса.
После краткосрочных курсов ему было присвоено звание младший лейтенант и он был назначен командиром танка Т-34.
В составе корпуса участвовал в:
Сталинградской стратегической наступательной операции (19.11.1942 - 02.02.1943);
Миллерово-Ворошиловградской наступательной операции (01.01.1943 - 22.02.1943);
Курской стратегической оборонительной операции (05.07.1943 - 23.07.1943);
Донбасской стратегической наступательной операции (13.08.1943 - 22.09.1943);
Нижнеднепровской стратегической наступательной операции (26.09.1943 - 20.12.1943);
Будапештской стратегической наступательной операции (29.10.1944 - 13.02.1945);
Балатонская оборонительной операции (06.03.1945 - 15.03.1945);
Венская стратегической наступательной операции (16.03.1945 - 15.04.1945).
В 1943 г. был награжден Орденом Красной Звезды за проявленную отвагу и героизм в период боёв за населенные пункты Тихорецкий, Долгенькая, Алексеево-Дружковка. В атаке деревни Сухая Каменка уничтожил вместе со своим экипажем 1 противотанковое орудие, 5 пулеметный точек и до взвода автоматчиков противника. Когда танк был подбит, а экипаж выведен из строя, Иван Романович не покинул танк, а стал защищать его от наседавших фашистов, несмотря на то, что был ранен. Так он защищал свой танк двое суток, пока он не был эвакуирован с поля боя. В атаке поселка Алексеево-Дружковка 07.09.1943 г. Касьянов И.Р. сначала был в танке, а затем выскочил с автоматом в руках и бился в пешем строю истребляя автоматчиков противника, так как пехота отстала от танков.

Орденом Отечественной войны II степени награждён за подвиг, совершённый в январе 1945 г. в районе города Будапешт. В ходе боя Касьянов И.Р. со своим экипажем уничтожил 1 танк, 1 автомашину с боеприпасами и до 20 солдат и офицеров противника. После того, как танк Ивана Романовича был подбит и сгорел на поле боя, он вместе со своим экипажем вёл бой в тылу у немцев в пешем строю.

Орденом Отечественной войны I степени награждён за бои, проходившие с 21 марта по 5 апреля 1945 г. северо-западнее Вены. Касьянов И.Р. со своим экипажем уничтожил до 80 солдат и офицеров противника, 3 бронетранспортёра, до 16 повозок, 6 автомашин и 1 полевое орудие. 5 апреля 1945 г. Иван Романович на своем танке подошёл в числе первых под сильным артиллерийским огнем противника к переправе через канал Лизинг в районе Оберлаа города Вены, где танк был подожжен, а сам Иван Романович тяжело ранен. В этом бою танк Касьянова И.Р. уничтожил до 45 гитлеровцев, 5 автомашин, 1 противотанковое орудие.

За участие в боевых действиях Касьянов Иван Романович так же награжден медалями «За взятие Будапешта», «За взятие Вены» и «За победу над Германией в Великой Отечественной войне 1941—1945 гг.».
Касьянов Иван Романович закончил войну в звании гвардии лейтенанта.