Su madre, Sarah Jane (nacida Price), es una actriz retirada, y su padre, que nació en San Felipe de Puerto Plata al norte de la República Dominicana, Arthur Lithgow, fue un productor y director de teatro que estaba a cargo del McCarter Theatre en Princeton, Nueva Jersey.

[1]​[2]​ Debido al trabajo de su padre, la familia se trasladó mucho durante su infancia.

Durante su primer año, vivió en el mismo lugar que el exvicepresidente Al Gore y el actor Tommy Lee Jones.

Ian realizó apariciones regulares en 3rd Rock from the Sun como Leon, un estudiante, particularmente lento, de la clase del profesor Dr. Solomon.

Lithgow es un pastor registrado del Rose Ministries,[3]​ y ofició el matrimonio de su hija.