Ирина Петровна Мирошниченко родилась 24 июля 1942 года в Барнауле. В 1961 году году она поступила в Школу-студию МХАТ, которую успешно закончила в 1965 году. После этого Ирина получила место в МХАТе имени А. П. Чехова.

Мирошниченко прекрасно играла в чеховских пьесах, создав ряд незабываемых женских образов, таких как Маша («Чайка»), Ольга («Три сестры»), Анна Петровна («Иванов»), Аркадина («Чайка»), Елена Андреевна («Дядя Ваня»), Раневская («Вишневый сад»). Актрисе удавалось передать тончайшие психологические оттенки ролей, благодаря чему она зарекомендовала себя как талантливая драматическая актриса.

Помимо этого Ирина Мирошниченко стала известна и как актриса кино. Её кинодебют состоялся в 1963 году в фильме Георгия Данелия «Я шагаю по Москве». Роль была небольшой, однако молодую актрису заметили.

Большую известность Мирошниченко принесли фильмы «Их знали только в лицо» (1966) и «Андрей Рублёв»(1966) Тарковского. Она также снималась в фильмах «Кремлёвские куранты», «Пришёл солдат с фронта», «Вам и не снилось…», «Рыжий честный влюблённый», «Тайны мадам Вонг», «Зимняя вишня» и других.

В театре Мирошниченко работала с ведущими режиссерами – О.Ефремовым, А.Эфросом, А.Васильевым, Р.Виктюком, сыграв в таких спектаклях как «Синяя птица» М.Метерлинка, «Идеальный муж» О.Уайльда, «Тяжкое обвинение» Л.Шейнина, «Первый день свободы» Л.Кручковского, «Последние дни» М.Булгакова и других.

Актриса также выступает на эстраде как исполнительница песен. В 1988 году Ирине Мирошниченко было присвоено звание Народной артистки РСФСР. В 2008 году она была награждена орденом «За заслуги перед Отечеством» IV степени.