Любовь Ирины Антоновой к искусству началась в детстве. Ее мама, выпускница Харьковской консерватории, виртуозно играла на фортепиано, но стать профессиональным музыкантом не смогла — планам помешала Гражданская война. Отец — участник Октябрьской революции 1917 года — обожал театр и даже сам играл на сцене в юности. В 1929-м, когда маленькой Ирине было семь лет, ее отца отправили на несколько лет по работе в Германию. Семью он взял с собой. Дочка быстро выучила немецкий язык, свободно на нем говорила и читала. Родители поддерживали ее интерес к литературе и искусству.
Вопрос, с чем связать свою жизнь после школы, был решен легко. В 1940 году Антонова поступила в Институт философии, литературы и истории (ИФЛИ). Училась старательно, мечтая о дипломе искусствоведа. Во время Великой Отечественной войны ИФЛИ объединили с Московским государственным университетом имени М.В. Ломоносова. В 1945-м Антонова получила диплом МГУ, поступила на работу в Пушкинский музей и одновременно в аспирантуру. Ее специализацией было искусство Италии эпохи Возрождения.
В годы войны параллельно с учебой она пошла на курсы медицинских сестер, работала в госпитале на Красной Пресне. В 1942-м ей присвоили звание младшего сержанта медицинской службы, в 1945-м — майора.
Зная об основной профессии Антоновой, ее хотели отправить в командировку в Германию, чтобы вывезти культурные ценности по репарации. По ряду причин ее поездка не состоялась, но Ирина Александровна описывала привезенное уже тут, в Москве.
В 1961-м Ирина Антонова стала старшим научным сотрудником музея, вскоре ей предложили должность директора. Во времена, когда от учреждений культуры требовали беспрекословного подчинения линии партии, она смело устраивала те выставки, которые считала важными, и отстаивала свое мнение до конца.
В середине 1960-х прошла выставка нонконформиста Александра Тышлера, хотя Екатерина Фурцева, тогдашний министр культуры, поначалу была против. Среди крупнейших выставок, организованных Антоновой, были ретроспективы Амедео Модильяни, Уильяма Тернера, Пабло Пикассо.
С 1967 года она начала проводить Випперовские чтения, посвященные памяти ее учителя научного руководителя музея Бориса Виппера, а с 1981-го — «Декабрьские вечера», которые соединяли изобразительное и музыкальное искусство. На вечерах, организованных совместно со Святославом Рихтером, звучала музыка опальных композиторов — Игоря Стравинского, Альфреда Шнитке и других.
В 1970-х она настояла на том, что полотна западноевропейских художников из коллекций меценатов Ивана Морозова и Сергея Щукина должны быть извлечены из запасников. Для демонстрации этих экспонатов Антонова отвела предварительно отреставрированные залы. В 1990-х был открыт музей личных коллекций, который объединил картины, переданные в ГМИИ имени А.С. Пушкина из частных собраний. Тогда же благодаря Ирине Александровне появились Мемориальная квартира Святослава Рихтера и Учебный художественный музей имени И.В. Цветаева. Последний был создан на основе коллекций слепков скульптуры Древнего мира, Средневековья и Возрождения. Учебный музей находится в здании Российского государственного гуманитарного университета.
Ирина Антонова была директором Пушкинского музея 52 года. Именно она сделала музей одним из самых крупных и авторитетных в России. После отставки, в которую она ушла в 2013 году по собственному желанию, ее назначили на должность президента музея, также она стала главным куратором государственных музеев России.
Ирина Александровна — автор более 100 статей, сценариев научно-популярных фильмов, каталогов и альбомов. Она преподавала в МГУ имени М.В. Ломоносова, ВГИКе, читала лекции в Национальном институте восточных языков и цивилизаций в Париже.
Антонова была действительным членом Российской академии художеств, почетным членом Международного совета музеев, членом-корреспондентом Академии Сан-Фернандо в Мадриде, заслуженным деятелем искусств Российской Федерации, а также полным кавалером ордена «За заслуги перед Отечеством».
Ирина Александровна скончалась 1 декабря, ей было 98 лет.