В детстве Ирине очень нравилась музыка. Как только она подросла, родители тут же отдали дочку в музыкальную школу при училище им. Гнесиных. Мирошниченко уже в школе убедилась, что хочет стать артисткой. Она занималась в театральной студии при театре Ленинского комсомола. Руководитель студии Владимир Андреев отметил, что у девочки есть талант, и советовал поступать в театральное. После учёбы в школе Мирошниченко отправилась поступать в Школу-студию МХАТ. Из-за большого потока вступительные экзамены у юной абитуриентки принимал сам Владимир Высоцкий – вчерашний выпускник. Позже она прошла все этапы и стала студенткой вуза. В 1965 году по окончании Школы-студии поступила в труппу МХАТа.
В кино Ирина снялась ещё студенткой. Она дебютировала в роли Кати – сестры главного героя в исполнении Никиты Михалкова в лирической киноповести «Я шагаю по Москве». По правилам вуза это было запрещено, поэтому девушку едва не отчислили. Но по итогам собрания решили ограничиться выговором. В 1967 году состоялась премьера военного фильма «Их знали только в лицо». Роль советской диверсантки Галины Ортынской принесла молодой актрисе любовь телезрителей. После этого фильма роли последовали одна за другой. Однажды, идя по улице, Ирина встретилась с Андреем Кончаловским , который предложил девушке сняться в его фильме «Дядя Ваня». По задумке режиссёра, в кадре Ирина должна была выглядеть ангелоподобно. Чтобы этого добиться, по-особенному выстраивали свет, и волосы звезды становились очень светлыми, создавая эффект божественного сияния.
Мирошниченко везло на случайные встречи с кинематографистами. Однажды, сидя в кафе, она заметила на себе взгляд молодого человека. Таинственным наблюдателем оказался режиссёр Андрей Тарковский, искавший актрису на роль Марии Магдалины в «Андрее Рублеве». По итогам фотопроб стало понятно, что Ирина подходит идеально.
Фильмография актрисы продолжала стремительно пополняться, с ней желали работать именитые кинематографисты. Причём каждый раз Ирина Мирошниченко снималась в кинолентах самого разного жанра. Это были и политические фильмы, и драмы, и военные повести, и фильмы о революции, и патриотические картины. Эффектная внешность Ирины диктовала и те роли, которые ей давали.
В 1970-1980 годы Ирина Мирошниченко снималась в таких известных фильмах, как «Миссия в Кабуле», «Вам и не снилось», «Старый Новый год», «Рыжий, честный, влюблённый» и многих других кинокартинах.
В 1990-е Ирина Петровна присоединилась к актёрскому составу мелодрамы «Зимняя вишня», к которому в дальнейшем неоднократно возвращалась.
В 2000-е актриса стала соглашаться на съёмки гораздо реже, а после участия в «Капитанских детях» в её кинокарьере и вовсе наступил перерыв.
Тем не менее актриса продолжила выходить на сцену МХАТа, где регулярно получала новые роли. В 2015-м Константин Богомолов предложил звезде сыграть королеву в постановке «Мушкетёры. Сага. Часть первая», на что она ответила согласием.
В тот же год Ирина Петровна стала участницей театрализованного интернет-проекта – чтений произведений знаменитого российского писателя Антона Павловича Чехова, которые получили название «Чехов жив».
Артистка не забыла детского увлечения музыкальным искусством. Правда, теперь она удивляет слушателей не игрой на инструментах, а мелодичным бархатным вокалом. Впервые Мирошниченко запела в дуэте со Львом Лещенко и с тех пор регулярно радует публику выступлениями.
В творческом союзе с Андреем Никольским актриса выпустила несколько компакт-дисков, музыкальных альбомов, пластинок, подготовила сольный концерт к 850-летию Москвы «Коренная москвичка», не раз показанный по телевидению и изданный на видеокассете. С этой программой Ирина Мирошниченко объездила много городов России, выступала перед многотысячной аудиторией в Нью-Йорке.
Помимо русскоязычных душевных шлягеров, в репертуаре звезды присутствуют песни и на французском языке.
В 2017 году в честь своего юбилея исполнительница дала концерт в Театре Надежды Бабкиной, собрав друзей и многочисленных поклонников.
Ирина Мирошниченко – разносторонний человек. Она любит слушать классическую музыку, разбирается в русской и зарубежной литературе, на профессиональном уровне знает работы фламандских живописцев. Народная артистка обожает путешествовать, особенно ей нравятся круизы и интеллигентные компании. Знаменитая актриса и сейчас сохраняет бодрость духа и творческую активность.