Kariéru modelky odstartovala v Paříži, a to až ve svých devatenácti letech. Objevila se v reklamních kampaních pro La Perlu, Lacoste i Guess. Zlom v její kariéře nastal v roce 2007, když se stala tváří značky Intimissimi a ještě ten samý rok debutovala ve výročním vydání magazínu Sports Illustrated Swimsuits Issue. Stala se tak vůbec první Ruskou, která se na obálce tohoto prestižního časopisu objevila.
Spolu s fotbalistou Christianem Ronaldem, po jehož boku se dalších pět let objevovala, zapózovala v roce 2010 v kampani pro Armani Exchange. Z „bikini modelky“ se vyšplhala až k high fashion a Glamour Magazine ji ocenil titulem Nejlepší mezinárodní modelka roku 2010. V roce 2011 se podle Complex Magazine umístila na prvním místě v seznamu padesáti nejžhavějších ruských žen. Získala smlouvu s kosmetickou firmou L'Oréal, stala se oficiální velvyslankyní značky Intimissimi a postupně zaplnila titulní stránky a editorialy časopisů W Magazine, Vogue, Numéro a Interview či Harper's Bazaar.
Pozici supermodelky potvrdila v roce 2016, když se poprvé objevila na Victoria's Secret fashion show. Modely, které na přehlídce vynesla, byly střízlivější než obvykle, pokročilé těhotenství se jí však zamaskovat nepodařilo. Následující rok porodila hollywoodskému herci Bradleymu Cooperovi dceru Leu. Pár sice v červnu 2019 oznámil rozchod, jejich přátelské vztahy to však nijak nenarušilo.
Nějakou dobu se ruská star objevovala i po boku rappera Kanye Westa. Zahrála si nejen v jeho videoklipu z roku 2010, ale dva roky nato otevírala i přehlídku jeho vlastní módní značky. V roce 2014 získala roli krásné Megary v dobrodružném filmu Hercules, kde zazářila po boku Dwayna Johnsona. Její hvězda oslňuje i v rodné zemi, naposled zde usedla v porotě ruské verze America's Next Top Model.
Irina je pravidelnou hvězdou přehlídek módního domu Versace a s Donatellou ji pojí nejen pracovní vztah, ale i ten přátelský. Tato hvězdná dvojice se společně objevuje na festivalech, premiérách i nejrůznějších charitativních událostech. Sama modelka se aktivně věnuje charitě - podporuje Červený kříž i ruskou organizaci Pomogi (v překladu "pomoc"), která poskytuje péči nemocným dětem.
