Ирина Александровна Антонова родилась в Москве 22 марта 1922 года.
В 1945 году окончила МГУ, 10 апреля поступила на работу в Государственный музей изобразительных искусств имени А. С. Пушкина (ГМИИ) и начала обучение в аспирантуре при музее.
Областью её научных исследований было искусство Италии эпохи Возрождения.