С 1851 по 1868 гг. И.М. Малышев написал многочисленные иконостасные образа для городских и сельских храмов, а также для частных лиц Москвы, Киева, Иркутска, Костромы, Ярославля, Ростова, Ростова-на-Дону, Калязина, Саратова, Саранска, Галича, Астрахани, Архангельска, Полтавы, Тамбова, Одессы, Оренбурга, Кунгура, Кургана и др. Кроме этого, он писал иконы для современной Польши, США, Великобритании, Японии, Грузии, Эстонии. В 1873 г. на Венской выставке за представленные иконы св. Иннокентия Иркутского и Божьей Матери «Знамение» опубликовано одобрение. В мастерской И.М. Малышева был освоен массовый выпуск икон, воспроизводящих чтимые образы святых. На этих иконах живописными средствами имитировались фактура и убранство древних памятников. И.М. Малышева также называли автором «изобретения украшать поле иконы чеканкой по золоту», которое приобрело широкое распространение. В мастерской существовало обычное для того времени разделение труда: И.М. Малышеву помогали наёмные работники и ученики, что нашло отражение в надписях на сохранившихся иконах. Например, на иконе «Святые Константин и Елена, Мария Магдалина и Александр Невский» из Илиинского храма Сергиева Посада: «Написана в 1865 году, по желанию семейства художника Ивана Матвеевича Малышева. Возобновлена сия икона в мастерской художника Малышева в Сергиевом Посаде после 1900 г.»; на иконе «Рождество Божией Матери»: «Писана в мастерской художника Малышева, в Сергиевом Посаде в 1860 г.»; на иконе «Святитель Николай Чудотворец», выставлявшейся на Антикварном салоне 2012 г.: «Писана сия икона в мастерской художника Малышева в Сергиевском Посаде 1881 года»; на иконе «Святой князь Владимир», выставлявшейся на Антикварном салоне 2010 г.: «Писана сия икона в мастерской художника Малышева в Сергиевском Посаде 1895 года». На обратной стороне икон мастерской И.М. Малышева исследователи встречают две разновидности печатей. В обоих вариантах по краю овала размещена надпись: «Художникъ И.М. Малышевъ», а в центре могут быть расположены буквы «Т.С.Л.» (Троице-Сергиева лавра), как на иконе трёх святых из собрания Сергиево-Посадского историко-архитектурного и художественного музея-заповедника, либо «С.П.» (Сергиевский посад), как на иконе Николая Чудотворца (1881 г.). Часто И.М. Малышев писал иконы на кипарисовых досках – такие иконы считались более ценными, чем иконы на липовых досках и на стекле (Российский государственный архив древних актов). Как правило, иконы писались яичной темперой, а лично́е и некоторые детали сверху прописывались маслом. На ранних образах («Святитель Николай и великомученица Варвара» из частного собрания), написанных масляными красками и выполненных во время учёбы в академии или сразу после возвращения из Санкт-Петербурга, исследователи видят сильное влияние академической школы, что проявляется в повороте фигуры, объёмной лепке формы головы и рук, почти осязаемой передаче фактуры материалов – бархата, шёлка, металла. На более поздних иконах И.М. Малышева эти реалистические приёмы значительно нивелируются, хотя и не исчезают совсем.