Ирина Александровна Антонова родилась в Москве в 1922 году. В ГМИИ им. Пушкина Ирина Александровна пришла 10 апреля 1945 года в должности научного сотрудника и начала обучение в аспирантуре при музее. Областью научных интересов Ирины Антоновой было изобразительное искусство Италии эпохи Возрождения. В конце июля 1945 года Антонова вместе с другими хранителями ГМИИ имени А.С. Пушкина принимала и описывала привезённые из Дрездена ценности в Москве.
В феврале 1961 года Ирина Антонова была назначена директором Государственного музея изобразительных искусств имени А.С. Пушкина в Москве. Будучи директором ГММИ имени А.С. Пушкина, Антонова выступала инициатором и организатором крупнейших международных выставок, в том числе: «Москва – Париж», «Москва – Берлин», «Россия – Италия», «Модильяни», «Тёрнер», «Пикассо».
Ирина Александровна возглавляла Пушкинский музей 52 года. После отставки, 1 июля 2013 года, Антонова была назначена на должность президента ГМИИ им. А.С. Пушкина.