Родился в 1845 г. в семье отставного майора; образование получил в Новгородском графа Аракчеева и Павловском кадетских корпусах и Павловском военном училища, из которого в 1864 г. был произведён в подпоручики в Санкт-Петербургский гренадерский короля Фридриха-Вильгельма III полк. После шести лет службы в полку, Защук перешёл на преподавательскую работу в Павловское военное училище и затем занимал последовательно должности: командира 20-го стрелкового батальона, начальника Казанского пехотного юнкерского училища, командира 6-го гренадерского Таврического полка, окружного дежурного генерала штаба Варшавского военного округа, начальника 48-й пехотной резервной бригады и начальника той же пехотной дивизии, после чего вышел в отставку.
В № 2 «Военного сборника» за 1881 г. была помещена первая статья Защука по поводу пересмотра устава о службе в гарнизоне, которая обратила на него внимание, и он стал постоянным сотрудником «Русского инвалида». Кроме того, Защук сотрудничал в газетах «Порядок», «Новое время» и «Голос правды» и в военных журналах «Разведчик», «Офицерская жизнь» и «Витязь», помещая в них статьи преимущественно по стрелковому обучению, о правах военнослужащих, по быту войсковых частей, их хозяйству и тому подобному. Защук был также членом комиссий: по реформе юнкерских училищ, по расширению прав начальствующих лиц и сокращению переписки, по довольствию войск и других.
В русской императорской армии были очень известны и популярны выдержавшие немало изданий, переработанные и исправленные Защуком справочные издания, без которых не обходилась ни одна войсковая часть: «Руководство для адъютантов» Зайцева (12 изданий), «Руководство для заедующих хозяйством» Ульянова (11 изданий), «Служебная книжка офицера» Гофмана (15 изданий), «Хозяйство в роте» (13 изданий), «Правила и программы для поступления вольноопределяющимися и в военные училища» (23 издания); «Правила и программы для производства в классный чин» (11 изданий) и многие другие. Также Защук состоял сотрудником «Военной энциклопедии» Сытина.
Дата смерти Защука не установлена, известно что в начале 1917 г. он, будучи генерал-лейтенантом в отставке, проживал в Санкт-Петербурге.
Его сын, Иосиф Иосифович Защук-младший (1882 — ?), во время Первой мировой войны в чине полковника был начальником штаба 3-й гвардейской пехотной дивизии, в 1918 г. добровольно вступил в РККА и воевал против Деникина и Врангеля.
У Иосифа Иосифовича было три брата: Александр (генерал-майор, участник Крымской войны, военный статистик), Леонид (генерал-лейтенант, участник русско-японской войны), Константин (служил по ведомству путей сообщения).
