Ирина Александровна Антонова родилась 20 марта 1922 года в Москве.
Ирина росла в семье, где все любили искусство, музыку, литературу, театр. Отец очень любил театр и часто бывал с дочерью в театрах, операх, балетах.
В 1929 году отца Ирины направили на работу в Германию, где они прожили до 1933 года. За это время она освоила немецкий язык. Сразу после прихода к власти нацистов семья Антоновых вернулась в Советский Союз.
В 1945 году И. Антонова закончила университет и была приглашена на работу в Музей имени А.С.Пушкина. Тогда при музее имелась аспирантура, в которой Ирина училась. Областью ее научных исследований было искусство Италии эпохи Возрождения.
В 1961 году И. Антонова работала старшим научным сотрудником музея, когда ей был предложен пост директора музея. С февраля 1961 года по 2013 год И.А.Антонова - директор Государственного музея изобразительных искусств имени Пушкина, одного из крупнейших и авторитетнейших музеев России и мира.
Государственный музей изобразительных искусств им. А. С. Пушкина
"Золотыми" годами музея И.Антонова считает вторую половину 60-х годов, вплоть до перестройки. По новаторским замыслам работы музея можно сравнить с театром на Таганке тех лет. В музее проводились различные выставки, которые раньше трудно было себе представить, к примеру, выставка работ Тышлера, выставка работ А. Матисса. В стенах музея исполнялись музыкальные произведения, появление которых трудно представить в те годы даже в консерватории: Стравинский, Шнитке, "Всенощная" Рахманинова.
С 1967 года по ее инициативе в музее ежегодно проводятся Випперовские чтения - конференции памяти бывшего научного руководителя музея профессора Б.Р.Виппера.
В 1974 году под руководством И.А.Антоновой была проведена коренная реорганизация экспозиции музея.
В 1981 году в музее состоялась большая выставка "Москва - Париж". Сначала она проходила в центре Помпиду в Париже, потом - в ГМИИ. Она была одной из самых авангардных художественных выставок XX столетия. Были показаны работы Малевича, Кандинского, Филонова... Ее посетили тысячи людей.
В 90-х годах была проведена уникальная выставка - "Москва - Берлин. Тоталитарное искусство" - русское и немецкое, на которой было представлено даже то, что боялись показать немцы. Выставка явилась прорывом из изоляционизма...
В 1998 году музей отметил свое 100-летие. До сих пор датой открытия музея считался 1912 год. Однако днем рождения музея решено было сделать дату его закладки, которая состоялась в 1898 году в присутствии Николая II. Столетие закладки музея отмечалось в помещении Большого театра. Это стало событием культурной жизни современной России. В нем приняли участие М. Плисецкая, Ю. Башмет, многие выдающиеся деятели культуры и искусства.
Заметное достижение в работе музея - организация фестивалей "Декабрьские вечера", в которых принимали участие И.Архипова, Е.Нестеренко, Е.Кисин, Г. Кремер, М. Плетнев, О.Коган, В.Третьяков, Н. Гутман, Ю. Башмет, Э. Вирсаладзе и другие известные работники искусства.
И. А.Антонова - автор более 100 публикаций (каталогов, статей, альбомов, телевизионных передач, сценариев научно-популярных фильмов). На протяжении ряда лет вела преподавательскую работу на искусствоведческом отделении МГУ, в Институте кинематографии, в аудитории ГМИИ имени А.С.Пушкина, в Институте восточных языков в Париже.
И.А.Антонова - действительный член Российской академии художеств, академик Российской академии образования, член-корреспондент Академии Сан-Фернандо в Мадриде (Испания), доктор Российского государственного гуманитарного университета, имеет почетную степень Honoris Causa, звание "Заслуженный деятель искусств России". Является членом Президентского совета по присуждению Государственных премий. Наряду с О. Табаковым, А. Вознесенским, З. Богуславской, А. Битовым, В. Васильевым, В.Абдрашитовым, В.Аксеновым, Э. Неизвестным, Ю. Башметом она - постоянный член жюри национальной премии "Триумф", член коллегии Большого театра.
В 1995 году удостоена Государственной премии Российской Федерации.

Награждена орденами Октябрьской Революции, Трудового Красного Знамени, "За заслуги перед Отечеством" III степени, а также орденом Командора литературы и искусства Франции.
Ирина Антонова свободно владеет немецким, французским и итальянским языками, а также немного английским. Она очень любит театр, балет, музыку. Особенно выделяет Шопена, Вагнера, Малера, из вокалистов отдает предпочтение Монтсеррат Кабалье. Любимое занятие с детства - чтение книг (классических и современных). Любит и стихи, и прозу, особенно ценит Астафьева, Солженицына, Ахмадулину, Битова.
Среди ее пристрастий - вождение автомобиля, которым она управляет с 1964 года. Как говорит сама Ирина Александровна, "не мой дом, а моя машина - моя крепость", подразумевая, что машина - это замкнутое пространство, в котором можно отдохнуть наедине с самой собой, подумать, помечтать во время дороги, что очень важно для человека, работа которого связана с постоянным общением с большим количеством людей. Увлекается плаванием.