Babası İkinci Gıyaseddin Keyhüsrev'in 1246 yılnda ölümü üzerine asıl veliaht olan kardeşi II. Alaattin Keykubat'ın yerine Celalettin Karatay ve Şemsettin İsfahani gibi dönemin ünlü vezirleri tarafından tahta çıkarıldı. Ancak yaşının küçük olması nedeniyle yönetim Şemsettin İsfahani'nin elindeydi.
Bu sırada I. Alaattin Keykubat'ın oğlu olduğunu ileriye süren Türk Ahmet adlı biri ayaklandı, kardeşi Rüknettin Kılıç Arslan Sivas'ta bağımsızlığını ilan etti. Durumun giderek kötüleşmesi üzerine Celalettin Karatay üç kardeşin ortaklaşa saltanat sürmeleri düşüncesini ortaya attı ve kabul ettirdi. Bu durumda II. İzzettin Keykâvus, IV. Rüknettin Kılıç Arslan ve II. Alaattin Keykubat 1249 yılında ortak sultan oldular , 1254'e kadar süren ortak saltanatla devletin bütünlüğü korundu. Aynı tarihte Celalettin Karatay'ın ölmesi, II. Alaattin Keykubat'ın Karakurum'a giderken Erzurum'da ölmesi, öteki iki kardeşin ortak saltanat sürmelerini olanaksız hale getirdi.
Ahmethisar'da yapılan savaşta IV. Rüknettin Kılıç Arslan yenildi, tutuklanarak hapsedildi. Böylece İzzettin Keykâvus tahtta tek başına kaldı. 1256'da Moğollardan Aksaray yakınlarında ağır bir yenilgi aldı. Moğolların Konya'ya doğru ilerleyişlerini sürdürmeleri üzerine İzzettin Keykâvus, İznik Rum İmparatoru II. Theodoros Laskaris'e sığındı. Moğollar Selçuklu tahtına IV. Rüknettin Kılıç Arslan'ı çıkardılar. 1259'da İlhanlı Hükümdarı Hülagu'nun çabalarıyla iki kardeş yeniden ortak saltanat sürmeye başladılar. Ancak bu ikinci beraberlik de uzun sürmedi.
İzzettin Keykâvus kendi isteğiyle Antalya'ya yerleşti, daha sonra da 1261 yılında İstanbul'a gitti. Bizans İmparatoru VIII. Mikhael Palaiologos'tan yakınlık ve dostluk gördü. Ancak bu dostluk 1264'te Bizans tahtını ele geçirmek gibi yanlış bir girişimle son buldu ve İzzettin Keykâvus Rumeli'de bir kaleye hapsedildi. 1270'de Altınordu hanının yardımıyla Kırım'a yerleşti ve burada öldü.
