Jan Żychoń urodził się 1 stycznia 1902 roku w Skawinie w rodzinie o patriotycznych tradycjach. W wieku dwunastu lat, fałszując datę urodzenia, zgłosił się do Legionów Polskich w 1914 roku. Służył w jednostkach pomocniczych i był internowany w Witkowicach. W listopadzie 1918 roku uczestniczył w zdobyciu austriackiego pociągu pancernego „Piłsudczyk”.
W 1919 roku rozpoczął służbę w Oddziale II Sztabu Generalnego Wojska Polskiego. Brał udział w wojnie polsko-bolszewickiej oraz w trzecim powstaniu śląskim jako podchorąży i zastępca dowódcy plutonu łączności 12 Pułku Piechoty.
W 1924 roku jako porucznik został kierownikiem Posterunku Oficerskiego Ekspozytury w Katowicach, prowadząc działania kontrwywiadowcze i zdobywając informacje z niemieckiego sztabu wojskowego. Choć jego styl życia – publiczne picie alkoholu i ostentacyjne zachowanie – budził kontrowersje, był skutecznym oficerem wywiadu.
W 1928 roku rozpoczął kierowanie placówką wywiadu w Wolnym Mieście Gdańsku, a od 1930 roku tworzył Ekspozyturę nr 3 w Bydgoszczy. Jego działania objęły m.in. słynną „Akcję Wózek” – pozyskiwanie niemieckiej korespondencji przejeżdżającej przez terytorium Polski. Stworzył jedną z najskuteczniejszych struktur wywiadowczych II RP, liczącą około 500 agentów. Informacje z jego sieci były wykorzystywane przez brytyjski i amerykański wywiad.
Mimo sukcesów stał się obiektem wewnętrznych oskarżeń o nieprawidłowości, w tym o współpracę z Abwehrą i naruszenie tajemnicy służbowej. Został oczyszczony z zarzutów w 1943 roku. Rok później zrezygnował z funkcji i zgłosił się do służby liniowej.
W 1944 roku objął stanowisko zastępcy dowódcy 13 Wileńskiego Batalionu Strzelców „Rysiów” w 5 Kresowej Dywizji Piechoty. 17 maja 1944 roku, po śmierci dowódcy batalionu, przejął dowództwo i poprowadził natarcie na niemieckie pozycje pod Monte Cassino. Został ciężko ranny i zmarł następnego dnia w szpitalu polowym. Został pochowany na Polskim Cmentarzu Wojennym na Monte Cassino.
Został odznaczony m.in. Srebrnym Krzyżem Orderu Virtuti Militari, Krzyżem Niepodległości, Krzyżem Kawalerskim Orderu Odrodzenia Polski, złotym i srebrnym Krzyżem Zasługi, Krzyżem na Śląskiej Wstędze Waleczności i Zasługi oraz licznymi odznaczeniami zagranicznymi.
Żychoń pozostaje postacią wybitną, choć kontrowersyjną. Jego zasługi dla wywiadu II Rzeczypospolitej i udział w bitwie o Monte Cassino czynią go jedną z kluczowych postaci polskiego wywiadu wojskowego.