В 1855 году был командирован для перевода трёх новых винтовых корветов ("Удав", "Рысь" и "Зубр") на
Черное море "в таком виде, чтобы они могли быть немедленно готовы на всякую деятельную службу". По прибытии на Черное море состоял начальником штаба при заведующем морской частью в Николаеве контр-адмирале
[Для просмотра данной ссылки нужно зарегистрироваться].
10 марта 1858 года Лихачёв был назначен адъютантом генерал-адмирала Константина Николаевича, сделался членом Морского учёного и кораблестроительного технического комитета. В январе 1859 года он подал генерал-адмиралу "Записку о состоянии русского флота", в которой доказывал необходимость дальних плаваний судов российского флота и образования в морях Дальнего Востока самостоятельной эскадры. Основываясь на опыте прошедшей
Крымской войны, Лихачёв предложил при строительстве нового флота сосредоточить усилия на постройке "блиндированных" фрегатов и приступить к созданию броненосного флота.
Поводом к реализации предложений Лихачёва послужили события в Китае 1858-1860 годов, когда, не удовлетворившись результатом Тяньцзинских договоров 1858 года, правящие круги Англии и Франции предприняли попытку силой оружия установить полный военно-политический контроль над Китаем. В начале января 1860 года в Особом комитете под председательством Александра II решено было собрать в китайских водах эскадру под командованием И. Ф. Лихачёва. 31 января он отправился на пассажирском пароходе из Марселя в Шанхай. Там он зафрахтовал французский пароход "Реми" и вышел на нём в Хакодате. В этом порту Лихачев застал лишь клипер "Джигит", на котором выполнялся ремонт одного из котлов, и транспорт "Японец". В русском консульстве Ивану Федоровичу рассказали о повышенном интересе англичан и французов к заливу
[Для просмотра данной ссылки нужно зарегистрироваться]. Не ожидая прибытия остальных кораблей из Николаевска-на-Амуре, И. Ф. Лихачёв 11 апреля занял Залив Посьета и высадил там военный пост. 13 апреля он отбыл в Печилийский залив на формирование эскадры.
2 ноября 1860 года был заключён Пекинский договор, по которому не разграниченная ранее территория Уссурийского края и Амурской области отходила к России. В ознаменование заслуг И. Ф. Лихачёву был присвоен в 35 лет чин
контр-адмирала и вручен
орден Св. Владимира 3-й степени.
Лихачёв выступил с инициативой основания незамерзающей военно-морской базы на островах Цусима, но из-за недоверия в правящих кругах, потребовал отставки. Она не была удовлетворена, Лихачёва отправили в резерв, после чего он выехал в Европу, официально - "для поправки здоровья". В 1863 году Иван Фёдорович возвратился на действительную службу и возглавил броненосный отряд на
Балтийском море. Итогом работы явились "Обзор практического плавания броненосных судов" (1864 год) и "Памятка об обязанностях флаг-офицеров".
За усердие, проявленное при организации броненосной эскадры. И. Ф. Лихачёва наградили
орденами Св. Станислава и
Св. Анны 1-й степени с мечами. В 1867 году Ивана Фёдоровича сменил адмирал
[Для просмотра данной ссылки нужно зарегистрироваться], для контр-адмирала объединили посты морских агентов (военно-морских атташе) в Лондоне и Париже. За многолетнюю службу на этом посту он был награждён
орденом Св. Владимира 2-й степени, чином
вице-адмирала (1874),
орденом Белого Орла,
орденом Св. Александра Невского, однако все его предложения остались нереализованными.
В 1882 году И. Ф. Лихачёв получил предложение занять место председателя Морского технического комитета, но ответил прошением об отставке. Он был уволен со службы в 1883 году с мундиром и пенсией, в возрасте 57 лет. Располагая обширным состоянием и не имея семьи, И. Ф. Лихачёв уехал в Париж, где занялся коллекционированием предметов искусства, изучением языков. В то же время он не порвал связи с флотом, старался знакомить русских морских офицеров со всеми полезными для них новинками, появлявшимися за границей, рецензировал и переводил на русский язык труды иностранных морских специалистов, изобретателей, флотоводцев.
Поражение в войне с Японией и разгром флота стали серьёзным потрясением для адмирала. Он скончался 15 ноября 1907 года в Париже, завещав свою коллекцию и библиотеку в дар родному городу. Тело покойного было доставлено на родину и погребено в монастыре в Свияжске. Ныне могила утрачена.
Научная деятельность
В 1884-1885 годах в "Морском сборнике" опубликовал статьи "Военные суда будущего", "Практические приемы вычисления водоизмещения и остойчивости". В журнале "Русское судоходство" (1888, № 24) опубликовал работу "Служба Генерального штаба во флоте", в которой первым в России высказал идею создания Морского генерального штаба, органа для решения оперативно-стратегических вопросов. Серьёзно занимался археологией, знал несколько иностранных языков, увлекался историей церковно-славянского и русского языков.