Ирен родилась в семье известных физиков, лауреатов Нобелевской премии Марии и Пьера Кюри. Ее мать получила радий в 1898 году. Как раз тогда Ирен исполнился один год. Родители были увлечены наукой, и им было сложно справляться с ребенком, дед по линии отца Эжен Кюри приехал к ним на помощь. С тех самых пор он стал для Ирен лучшим другом. Младшая сестра Ирен стала известной пианисткой и биографом матери. Отец Ирен трагически погиб, когда ей исполнилось 11 лет. За год до этого девочка пошла учиться в кооперативную школу ,которую организовала ее мать. Потом Ирен окончила Собронну.
Когда началась первая мировая война, мать Ирен была уже известным физиком, она помогала делать рентгенограммы в военном госпитале. Ирен прервала учебу и тоже устроилась в этот госпиталь. Она работала там медицинской сестрой. Все значительные события последующих лет у Ирен были связаны с институтом радия, который был основан ее матерью. Ирен работала там ассистентом-исследователем. В 1921 году она начала проводить собственные исследования. Они были связаны с изучение радиоактивного полония, который был открыт ее родителями. В 1925 году Ирен присудили докторскую степень. Через год она познакомилась с ассистентом Фредериком Жолио. Она вышла за него замуж.
Больше всего супругов интересовало открытие немецкого физика Вальтера Боте. Он заметил, что некоторые легкие элементы испускают мощную радиацию, если их бомбардировать альфа-частицами. Они стали проводить опыты. Именно исследования супругов Жолио-Кюри стали прологом к открытию нейронов Джеймсом Чедвиком в 1932 году. Самым значительным открытие супругов стал синтез новых радиоактивных элементов. За это им присудили Нобелевскую премию в 1935 году. На церемонии вручения, Ирен напомнили, что 24 года назад она уже присутствовала на вручении премии, тогда ее мать награждали второй раз, уже после смерти мужа. В 1932 году Ирен читала лекции в Сорбонне. Она продолжала работать в институте радия. Ирен исследовала уран, она вплотную подошла к процессу расщепления его атома.
В 1930-40 гг. Ирен принимает активное участие в политической жизни. Во время оккупации Франции она помогает своему мужу, активному участнику Сопротивления. В 1944 году за ними начали следить гестапо. Ирен и двое ее детей были вынуждены бежать в Швейцарию. В 1946 году Ирен Жолио-Кюри возглавила институт радия. До самой своей смерти Ирен была озабочена не только научными, но и социальными проблемами. Ирен поднимала проблему интеллектуального развития женщин. Активно работала во Всемирном Совете мира. Была кавалером Почетного Ордена Легиона Франции. Главное, Ирен несомненно продолжила и удвоила славу своих родителей.