Née à Athènes, Irène est impératrice byzantine de 797 à 802. D'origine obscure, elle épouse le futur Léon IV en 768.

Au décès de Léon IV, son fils Constantin VI n'étant âgé que de dix ans, Irène parvient à faire écarter ses beaux-frères Nicéphore et Christophore et à se faire reconnaître régente de l'Empire, ce qui mécontente l'armée. Elle est couronnée en même temps que son fils en 780. Dès 781, décidée à restaurer les relations avec Rome, elle envoie une ambassade à Charlemagne, afin de lui proposer de marier sa fille Hermengarde à Constantin VI.

Car, issue d'une région de l'empire où l'iconoclasme avait eu du mal à s'implanter, Irène est iconophile. L'abdication du patriarche Paul IV, en 784, lui fournit l'occasion de le remplacer par un laïc, Taraise et d'inviter le pape Adrien Ier à envoyer des délégués à un nouveau concile œcuménique destiné à rétablir l'orthodoxie en condamnant les édits iconoclastes. Le concile s'ouvre à Constantinople le 1er août 786 mais une émeute provoquée par les partisans de l'iconoclasme oblige Irène et Taraise à l'ajourner jusqu'en septembre 787, et à le déplacer à Nicée, sur l'autre rive du Bosphore. Le 23 octobre 787, le concile se conclut par la restauration du culte des images.

Forte de ce succès, Irène décide d'écarter Constantin des affaires et d'assumer seule le gouvernement de l'Empire. Mais cette décision rallie à Constantin tous les ennemis d'Irène, dont les iconoclastes : le coup d'état est un échec (790). Elle est assignée à résidence. Mais l'impopularité croissante de son fils va lui permettre de reprendre le pouvoir, le 15 janvier 792. Et pour éviter tout retour en arrière, elle accepte que Constantin soit énucléé et déporté ; il meurt probablement peu après.

Sur le plan intérieur, Irène prend le contrepied de la politique suivie par Constantin V et Constantin VI et apporte son soutien aux riches commerçants, au détriment des couches populaires. Elle favorise la reprise des échanges commerciaux dans les Balkans, ce qui la conduit à verser un tribut à Haroun al-Rachid en 798.
Elle favorise également la restauration du monachisme, créant le monastère du Stoudion, fédération de monastères qui s'installe à Constantinople sous la direction de l'évêque Théodore. Elle prend des mesures afin d'améliorer les conditions de vie des plus défavorisés et de satisfaire les moines : une loi déclare une bénédiction suffisante pour sanctionner le mariage des pauvres, une autre loi prohibe les troisièmes noces.

Elle cherche la paix avec les Francs : à l'automne 801, elle propose à Charlemagne un projet d'union matrimoniale, destiné à réunifier l'Empire romain. L'aristocratie byzantine, hostile à Irène, voit dans ce projet un acte sacrilège, et organise un coup d'État en octobre 802 : Nicéphore se fait proclamer Empereur par une assemblée de hauts fonctionnaires, sous le nom de Nicéphore Ier.

Irène est enfermée dans la forteresse de Prinkipo, puis déportée au monastère de Mitylène, dans l'île de Lesbos, où elle meurt le 9 août 803 ; son corps est ramené à Prinkipo. En 864, elle est canonisée et son corps ramené dans l'église des Saints-Apôtres de Constantinople.