Служил в 215 отдельной разведывательной авиационной эскадрильи особого назначения (сформирована в сентябре 1941г., командир капитан Берман Семен Давидович, комиссар- старший политрук Артемьев Борис Павлович.

26 апреля 1942г. эскадрилья обращена на формирование 4 дальнего разведывательного авиационного полка (командир- майор Берман Семен Давидович, военком- батальонный комиссар Артемьев Борис Павлович). На вооружении полк имел самолеты Пе-2, Пе-3, впоследствии,  американские самолеты «Аэрокобра».

Иван Сергеевич был назначен заместителем начальника штаба полка по тылу.

Обеспечивал потребности полка, помогал в восстановлении самолетов своевременной доставкой запасных частей.

В январе 1943г. командование полком принял подполковник Артемьев Борис Павлович.

В июне 1943г. полк был преобразован в 98 отдельный гвардейский разведывательный авиаполк. 

Приказом от 08 апреля 1944г. гвардии старший лейтенант Карев был награжден орденом Красной Звезды.

05 октября 1944г. командиром полка был назначен гвардии подполковник Звонцов Федор Федорович.

Приказом от 29 мая 1945г. Иван Сергеевич был награжден вторым орденом Красной Звезды.

Награжден медалями «За оборону Москвы», «За победу над Германией в Великой Отечественной войне 1941-1945 гг.».