Важнейший источник, повествующий о нём, – переписка Римских пап Симплиция (468–483 гг.), Феликса III (483–492 гг.) и Геласия I (492–496 гг.) с византийским императорским двором и Константинопольским патриархом Акакием. Иоанн I Талайя упоминается также в ряде документов папской канцелярии, сохранившихся в «Авеллановом собрании» папских посланий (рукописном сборнике из собрания монастыря св. Креста в Фонте-Авеллана). Среди них важны «Обоснование об отлучении Акакия от апостольского престола» папы Геласия; приписываемое Геласию, но, возможно, принадлежащее Феликсу III сочинение «Об узах отлучения»; компилятивные «Деяния по делу Акакия», вероятно, составленные по заказу Феликса III в 484/485 г. (обзор христологических споров от ссылки Нестория в Египет в 433 г. до начала «акакианской схизмы» в 484 г.). Известны вторая редакция той же истории («Донесение из деяний, согласно которым Акакий был признан еретиком и осуждён папой Феликсом»), а также её сокращённый вариант («Повествование о нечестии Диоскора»). Сведения об Иоанне Талайе содержатся в сочинениях церковных историков конца V–VI в.: Захарии Ритора, Феодора Чтеца и Евагрия Схоластика. Рассказ Феодора Чтеца лёг в основу повествования об Иоанне Талайе византийского хрониста Феофана Исповедника (начало IX в.). Для Феодора Чтеца и Феофана Иоанн I Талайя был не более чем жертвой монофизитов; Евагрий Схоластик, использовавший монофизитский источник, сдержан в оценке его личности. Упоминание об Иоанне Талайе есть у Константинопольского патриарха Никифора (806–815 гг.). Латинские авторы VI в. Либерат Карфагенский и Виктор Туннунский составили полемические сочинения против монофизитов. Либерат собрал много уникальных сведений об Иоанне I Талайе, но достоверность сведений о событиях на Востоке кажется исследователям сомнительной из-за плохой осведомлённости автора. В то же время работа Либерата представляет особую ценность для реконструкции италийского периода жизни Иоанна Талайи. Негативное отношение к нему у монофизитских хронистов Иоанна Никиуского (VII в.) и анонимного автора сирийского «Хронографа» 846 г. Упоминают Иоанна I Талайю сирийские хронисты Псевдо-Дионисий Телль-Махрский (VIII в.) и Михаил Сириец (XII в.), а также арабские авторы Севир ибн аль-Мукаффа (X в.) и Бутрос ибн ар-Рахиб (XIII в.). Арабский хронист Александрийский патриарх Евтихий II (933–940 гг.) представляет Иоанна Талайю как монофизита (яковита), видимо, путая его с Иоанном Имулой. Тем не менее, Евтихий наиболее подробно рассказывает о бегстве Иоанна I Талайи из Александрии и считает, что тот занимал патриарший престол шесть месяцев – с февраля по октябрь 482 г. (эта хронология представляется исследователям наиболее достоверной). Феофан и патриарх Никифор без основания приписывают Иоанну Талайе три года патриаршества. Прозвище «Талайя» (лат. Talaia) упомянуто Либератом Карфагенским; в научный оборот оно вошло благодаря Цезарю Баронию (1538–1607 гг.), который пользовался в основном латинскими источниками. Значение его неясно. Исследователи полагают, что оно происходит от некоего топонима или восходит к коптскому слову «изгнанник». У патриарха Никифора имя Иоанна Талайи даётся с таким же определением. Его же используют Михаил Сириец, Псевдо-Дионисий Телль-Махрский и Севир ибн аль-Мукаффа. Все церковные историки раннего времени упоминают Иоанна Талайю с прозвищем «Тавеннисиот», что указывает на его связь с Тавенисийским монастырём в Фиваиде либо с монастырём тавеннисиотов (Метания) в Канопе близ Александрии, который был основан выходцами из Фиваиды в начале V в. Более вероятно, что Иоанн Талайя подвизался в монастыре Метания, куда в 475 г. удалился свергнутый с престола православный Александрийский патриарх Тимофей III Салофакиол.