Az 1916-17-ben Erdélyben harcolt az orosz csapatok ellen, súlyosan megsebesült. 1919-21-ben Győrben a hadseregnél szolgált, 1921-27-ben Budapesten az államrendőrségnél irodasegédtisztként dolgozott. 1923-24-ben a budapesti egyetemen jogot, 1924-28-ban magyar nyelvet, irodalmat, történelmet és szlavisztikát tanult, 1928-ban bölcsészdoktori oklevelet szerzett. 1928-30-ban Berlinben, 1930-31-ben és 1934-35-ben ösztöndíjasként Varsóban, Krakkóban és Lwów-ban szlavisztikát tanult. 1930-tól az Országos Széchényi Könyvtárban gyakornok, 1934-40-ben könyvtárnok. 1934-től a budapesti egyetemen "a szláv filológia, különös tekintettel a nyugati szláv nyelvekre" című tárgykör magántanára, 1938-tól címzetes nyilvános rendkívüli tanára volt. Az 1930-as évek második felében a debreceni egyetemen a szláv filológia megbízott szakelőadójaként oktatott. 1940-41-ben a kolozsvári egyetemen a szláv filológia nyilvános rendes tanára volt, 1941-44-ben a kolozsvári Erdélyi Tudományos Intézet ügyvezető igazgatását látta el. 1941-49-ben a budapesti egyetemen a szláv filológia nyilvános rendes, 1949-től haláláig tanszékvezető tanára volt. 1956-57-ben a bölcsészettudományi kar dékánja. 1948-49-ben az Études Slaves et Roumaines, 1955-től haláláig a Stu-dia Slavica című folyóiratok szerkesztésében vett részt. A három fő témakörre - szlavisztika, magyar nyelvészet, történelem - vonatkozó hagyatéka az örökösök óhaja szerint a Pázmány Péter Katolikus Egyetem Szlavisztikai Intézetébe került 1996-ban.
Fő kutatási területeit a magyar helyesírás története, a településtörténettel szorosan összefonódó hely- és személynévkutatás, valamint a jövevényszó-kutatás, ezen belül főként a magyar nyelv szláv jövevényszavainak vizsgálata jelentették. Legjelentősebb eredményeit a helynévkutatásban érte el. 1938-ban, Szent István király halálának kilencszázadik évfordulóján háromkötetes reprezentatív kötet jelent meg a Magyar Tudományos Akadémia kiadásában a két világháború közti időszak jeles tudósainak közreműködésével. Ebben tette közzé középkori helynévkutatásainak első átfogó tanulmányát "Magyarország népei a XI. században" címmel. A több mint száz lapos, kiváló térképpel illusztrált összefoglalás nyelvészeknek, történészeknek, régészeknek ma is gyakran idézett, időtálló alapműve, melyben szerzője fölényes anyagismeretről, kitűnő szintetizáló képességről tett tanúbizonyságot. Nemcsak a XI. századi okleveleket tanulmányozta át, hanem a könyvnyomtatás előtti magyar helyesírás feltárása érdekében lényegében az egész ómagyar kort, az oklevelek közül pedig mindenekelőtt az 1400 előttieket. A helynévi szórványokat elolvasta, etimologizálta és lokalizálta, megkeresvén későbbi-mai megfelelőiket. Így az eredendően nyelvészeti vizsgálat településtörténeti, történeti földrajzi szintézissé kerekedett.
1943-44-ben újabb impozáns tanulmánygyűjtemény jelent meg a történettudomány tárgykörében "Magyarok és románok" címmel. E gyűjtemény első kötetében olvasható újabb, könyv méretű, a "Keletmagyarország helynevei" című tanulmánya, amely a legmódszeresebb és leggazdagabb tartalmú szakmunka a XX. század első felének magyar névtudományi irodalmában. Ebben a történeti Erdélynek és peremvidékeinek az oklevelekben 1400-ig felbukkanó összes mai helységnevét feldolgozta és nyelvi eredetük szerint osztályozta. A magyar helységneveken túlmenően tüzetesen megtárgyalta az erdélyi szász, valamint a román helységneveket is. Mindezekből azt a településtörténeti következtetést vonta le, hogy a helységnevekkel igazolható népek (szlávok, magyarok, szászok, románok) közül kétségtelenül a románok érkeztek legkésőbb.
A családnevek kutatásában szerzett elvitathatatlan érdemei mellett a helynévtan volt a kedvenc területe. A helynevek vizsgálatát számos tudományág szolgálatába tudta állítani. Az esztergomi káptalan 1156. évi dézsmajegyzékének helyneveit például az etimológián kívül remekül lokalizálta és azonosította későbbi névadatokkal, és ezzel a történeti földrajznak tett nagy szolgálatot. A zobori apátság XI. századi okleveleinek sokoldalú elemzésével a hang- és helyesírástörténet eredményeit fejlesztette tovább, az Ecsedi-láp szláv eredetű helyneveinek elemzésével a szláv nyelvtörténet, névtan és településtörténet területén alkotott maradandót. ? Legismertebb módszertani tanulmánya azonban alighanem "A párhuzamos helynévadás", amely az együtt élő népek névadási gyakorlatának és nyelvi kölcsönhatásának egy bizonyos aspektusát, a névfordítás lehetőségét, illetőleg az egymástól független, azonos szemléleti hátterű, "párhuzamos" névadását vizsgálta.
A Magyar Tudományos Akadémia 1939. május 12-én levelező, 1947. június 6-án rendes tagjává választotta. Kódexeink hangjelölése című székfoglalója 1940. május 6-án, Moldva történelmi vízrajza 1948. március 1-jén hangzott el. 1942-ben a Szent István Akadémia tagságát nyerte el. 1944-48-ban a Magyar Nyelvtudományi Társaság titkára, 1950-53-ban alelnöke, 1953-59-ben elnöke. A Fédération des Sociétés Historiques de l'Europe orientale szláv őstörténet szótári bizottság tagja. 1953-ban Kossuth-díjban részesült.
Fő művei: A magyar helyesírás a tatárjárásig. Bp., 1928., reprint kiad. 1977.; A szlávok. Bp., 1932.; Pseudorumänen in Pannonien und in den Nordkarpathen. Bp., 1936.; Magyarország népei a Xl-ik században. In: Emlékkönyv Szent István király halálának kilencszázadik évfordulóján. Szerk.: Serédi Jusztinián. II. Bp., 1938., németül: Bp., 1938.; Cirillbetűs szláv szövegek nemzetközi tudományos átírása. Bp., 1939.; Erdély földrajzi nevei. Bp., 1940., németül és olaszul is; Adalékok a magyar-szlovák nyelvhatár történetéhez. Bp., 1941., németül is; A szlávok őstörténete. - Magyar-szláv nyelvi érintkezések. In: A magyarság és a szlávok. Szerk. Szekfű Gyula. Bp., 1942.; A szláv apostolok és a tótok. Bp., 1942., németül is; Erdély víznevei (Kolozsvár, 1942., németül is; Az Ecsedi-láp környékének szláv eredetű helynevei. Debrecen, 1943.; Keletmagyarország helynevei. In: Magyarok és románok. Szerk. Deér József - Gáldi László. Bp., 1943.; A párhuzamos helynévadás. Bp., 1944.; A zobori apátság 1111. és 1113. évi oklevelei, mint nyelvi (nyelvjárási) emlékek. Debrecen, 1949.; Helyesírásunk története a könyvnyomtatás koráig. Bp., 1952.; A magyar helyesírás története. Bp., 1952., 2. jav. kiad. 1959.; A magyar nyelv szláv jövevényszavai. 1/1-2. Bp., 1955., 2. kiad. 1974.; Szláv jövevényszavaink magánhangzó-kvantitása. Nyelvtudományi Közlemények, 1963-64.; A magyar és szlovák családnevek rendszere. Bp., 1965.
Róla szóló irodalom: Hadrovics László: Kniezsa István. Magyar Tudomány, 1965.; Szépe György: István Kniezsa. Journal of Slavic Linguistics and Poetics, 1966.; Sipos István: István Kniezsa jako onomasta. Qnomastica, 1969.; Szabó T. Attila: Kniezsa István szerepe a magyar szókincs román eredetű feudalizmuskori elemeinek vizsgálatában. In: Szabó T. Attila: Nyelv és múlt. III. Bukarest, 1972.; Kiss Lajos: Kniezsa István. Bp., 1994.; Juhász Dezső: Mester és tanítvány. Kniezsa István válogatott névtani műveinek kiadása Kiss Lajos gondozásában. Magyar Nyelv, 2003.