Endüstri Mühendisliği lisans eğitimini 2005 yılında Dumlupınar Üniversitesi’nde tamamlamıştır. Aynı dönemde Anadolu Üniversitesi Dış Ticaret programında öğrenim görmüştür. Yüksek lisans derecesini Bahçeşehir Üniversitesi Kentsel Sistemler ve Ulaştırma Yönetimi programında 'Akıllı Kart Verileri ile Hat Planlama' teziyle elde etmiştir. Doktora çalışmalarını ise Bursa Uludağ Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Yönetim ve Organizasyon alanında, 'Dijital Dönüşümün Dönüşümü: Bursa Büyükşehir Belediyesi’nde Dijital Dönüşüm Faaliyetlerine İlişkin Bir Araştırma' başlıklı teziyle bitirmiştir.
Meslek hayatına İstanbul Avrupa Yakası PTT Başmüdürlüğü’nde başlamış, burada kargo ve gümrüklü kargo süreçlerinin iyileştirilmesine yönelik çalışmalarda görev almıştır. 2009 yılında Bursa Büyükşehir Belediyesi bünyesinde görev almaya başlamış; ulaşım planlama mühendisi olarak Bursa Ulaşım Master Planı çalışmalarında yer almıştır.
2015 yılından itibaren Strateji Geliştirme Daire Başkanlığı bünyesinde görev yapan Dr. İbrahim AY, belediyenin farklı dönemlerde yürütülen stratejik planlama çalışmalarında koordinasyon sorumluluğu üstlenmiş; kurumsal performans yönetimi, proje yönetim sistemi, performans esaslı bütçeleme, üst yönetime karar destek amaçlı raporlama, veri analizi ve süreç iyileştirme alanlarında çeşitli çalışmalar yürütmüştür. Belediye şirketleri dâhil kurumsal koordinasyon süreçlerinde aktif görev almıştır.
2022 yılından itibaren Stratejik Yönetim Şube Müdürü olarak görev yapmış, 2026 yılından itibaren ise Strateji Geliştirme Daire Başkanı olarak görevine devam etmektedir.
Uzmanlık alanları arasında stratejik yönetim, performans esaslı bütçeleme, kurumsal performans yönetimi, proje yönetimi, süreç geliştirme, veri odaklı yönetim, dijital dönüşüm ve iş zekâsı yer almaktadır.