Родилась 12 сентября 1949 года в Москве.
В 1974 году окончила Государственный центральный ордена Ленина институт физической культуры (ГЦОЛИФК).
В 1963 году в составе пары заняла третье место на всесоюзных юношеских соревнованиях. Наставником Родниной стал известный тренер Станислав Жук, поставивший фигуристку в пару с Алексеем Улановым.
В декабре 1966 года Роднина и Уланов дебютировали на международном турнире «Московские коньки». В сезоне-1967/1968 пара вошла в число лидеров фигурного катания СССР и после успешного выступления на чемпионате страны попала в состав национальной сборной.
В 1969 году Роднина и Уланов стали чемпионами Европы и мира, получили звание заслуженных мастеров спорта.
В 1972 году на зимних Олимпийских играх в Саппоро (Япония) они опередили другую советскую пару — Людмилу Смирнову и Андрея Сурайкина — и завоевали золотые медали.
После чемпионата мира 1972 году продолжила выступать с новым партнером – ленинградским фигуристом Александром Зайцевым. В первом же своем сезоне пара Роднина – Зайцев выиграла чемпионаты Европы и мира.
Осенью 1974 года пара перешла под руководство нового наставника – Татьяны Тарасовой.
В 1976 году на Олимпийских играх в Инсбруке (Австрия) Роднина в паре с супругом Александром Зайцевым стала двукратной олимпийской чемпионкой, а в 1978 году — десятикратной чемпионкой мира.
Сезон-1978/1979 спортсмены пропустили из-за рождения сына Александра.
В 1980 году Роднина и Зайцев вернулись на лед и выиграли сначала чемпионат Европы, а затем и зимние Олимпийские игры в Лэйк-Плэсиде (США).
В 1980 году после Олимпиады фигуристы приняли решение закончить выступления.
Всего за свою спортивную карьеру Ирина Роднина трижды побеждала на зимних Олимпийских играх (1972, 1976, 1980), десять раз — на чемпионатах мира (1969-1978) и 11 – на чемпионатах Европы (1969-1978, 1980). Она является самой титулованной спортсменкой в истории парного фигурного катания.
Внесена в Книгу рекордов Гиннесса как спортсменка, не проигравшая ни одного турнира в карьере.
После ухода из большого спорта Ирина Роднина работала в ЦК ВЛКСМ, была старшим тренером в «Динамо», преподавала в ГЦОЛИФК.
В 1989 году получила предложение работать в Американском международном центре по фигурному катанию в калифорнийском городе Лейк-Эрроухед. Тренировала спортивные пары, в том числе чехов Радку Коваржикову и Рене Новотны, в 1995 году ставших чемпионами мира в парном катании. За это ей была вручена персональная благодарственная грамота от президента Чехии Вацлава Гавела, она получила звание почетного гражданина Чехии.
В начале 2000-х годов вернулась в Москву.
В 2005 году на «Радио Россия» вышла ее авторская программа «Стадион с Ириной Родниной».
В 2005 году спортсменка выдвинула свою кандидатуру на пост главы Олимпийского комитета России, но по результатам голосования победу на выборах одержал Леонид Тягачев.
Была членом Общественной палаты РФ I созыва (2006-2007).
С 2007 года — депутат Государственной думы РФ, член фракции «Единая Россия».
2 декабря 2007 года была избрана в Государственную Думу V созыва по списку партии «Единая России», заняла пост заместителя председателя думского комитета по образованию.
4 декабря 2011 гожа переизбрана в Государственную Думу VI созыва от «Единой России». Вошла в состав комитета по делам СНГ и связям с соотечественниками (впоследствии переименован в комитет по делам СНГ, евразийской интеграции и связям с соотечественниками).
В 2016-2021 годы – депутат Государственной думы РФ VII созыва. 18 сентября 2016 г. была избрана в Госдуму от «Единой России» по Дмитровскому одномандатному избирательному округу №118, набрав 45,25% голосов (второе место занял кандидат от КПРФ Михаил Авдеев, 11,66%). Баллотировалась также в составе федерального списка партии (второй номер в региональной группе №22, Московская обл.).
С 5 октября 2016 года Ирина Роднина занимала пот заместителя председателя комитета Госдумы VII созыва по международным делам. Входила в комиссию по вопросам контроля за достоверностью сведений о доходах, об имуществе и обязательствах имущественного характера, представляемых депутатами Госдумы, мандатным вопросам и вопросам депутатской этики.
С 2021 года — депутат Государственной думы РФ VIII созыва от «Единой России».