В детстве Ирина одиннадцать раз переболела пневмонией, поэтому родители (отец — военный, офицер, родом из Вологды, мать — врач) привели её в 1954 на каток, в парк культуры имени Прямикова. Затем, выдержав конкурс, Ирина попадает в секцию фигуристов ЦСКА (1958). С 1962 её тренерами были чехи Соня и Милан Валун, которые работали по контракту с ЦСКА, в паре с Олегом Власовым Роднина заняла третье место во всесоюзных юношеских соревнованиях в 1963. С 1964 — тренером стал С. А. Жук, поставивший Роднину в пару с А. Улановым. В декабре 1966 они дебютировали на первом международном турнире — «Московские коньки», и уже в следующем сезоне 1967/68 пара выходит в число лидеров фигурного катания в СССР, в декабре они выиграли турнир «Московские коньки», в январе 1968 заняли третье место на чемпионате СССР (первая короткая программа — на молдавскую мелодию «Жаворонок»), после этого пара попадает в сборную страны. На первом чемпионате Европы после короткой программы — третья, однако произвольная исполнена неудачно (5-е место). С. А. Жук все более усложняет программу, включив в неё впервые в истории парного катания параллельный прыжок двойной аксель и комбинацию прыжков. На турнире «Московские коньки» пара — вторая, а на чемпионате СССР в январе 1969, в острейшей борьбе занимает 3-е место. На чемпионат Европы 1969 пара приезжает без тренера (выезд С. А. Жуку запретили), но производит сенсацию, и несмотря на 2-е место в обязательной программе, где пара уступила Л. Белоусовой — О. Протопопову, в итоге занимает первое место благодаря более сложным элементам и высокому темпу исполнения произвольной программы, причем первое место отдали 8 судей из 9. И. Роднина получает звание заслуженный мастер спорта СССР.
На чемпионате мира 1969 Роднина — Уланов побеждают уже за явным преимуществом, выиграв оба вида соревнований, получив все первые места у судей. Однако в следующем, 1970 году, на чемпионате СССР в Киеве, Роднина — Уланов крайне неудачно катают обязательную программу, с двумя грубыми ошибками, заняв в этом виде лишь 8-е место. Тем не менее после чистой произвольной программы они выиграли (Белоусова — Протопопов, шедшие первыми, но оказавшиеся в итоге лишь 4-ми, впоследствии заявили о судейском сговоре). Роднина — Уланов продолжили выигрывать все соревнования, в которых участвовали, однако к 1972 все более острым становится соперничество со второй советской парой Л. Смирнова — А. Сурайкин. На Олимпиаде-72 в короткой программе Уланов вместо обязательного двойного сальхова сделал одинарный, в произвольной Роднина ошиблась на каскаде прыжков, в итоге Смирнову — Сурайкина они опередили лишь двумя голосами судей. За победу на Олимпиаде-72 Указом Президиума Верховного Совета СССР награждена Орденом Трудового Красного знамени. За день до чемпионата мира 1972, на тренировке Ирина упала с поддержки, попала в госпиталь с сотрясением мозга и внутричерепной гематомой. Короткую программу пара откатала чисто, получив оценки вплоть до 6,0, в произвольной Ирина почувствовала себя плохо, завершала программу в полуобморочном состоянии. После чемпионата мира пара распадается (Уланов, будучи женатым на Смирновой, встает в пару с ней). Роднина всерьез задумывалась о том, чтобы уйти из большого спорта, чемпионат СССР в апреле 1972 смотрела с трибун.
С апреля 1972 C. А. Жук предложил Родниной встать в пару с молодым ленинградским фигуристом Александром Зайцевым. В сентябре 1972 на показательных выступлениях в Запорожье впервые выступает новая пара И. Роднина — А. Зайцев.
Зайцев, обладавший хорошей техникой прыжков, очень быстро осваивает все сложные элементы. Взаимопонимание, согласованность в новой паре заметно выше, чем в предыдущей, что сразу отметили судьи — на чемпионате Европы 1973 в Кёльне, Роднина — Зайцев не только обыгрывают Смирнову — Уланова единогласным мнением всех 9 судей, но и получают 12 оценок 6,0 из 18 возможных.
На чемпионате мира 1973 в Братиславе (ЧССР) происходит инцидент, вошедший в историю фигурного катания. Произошло замыкание в радиорубке, отключилось звуковое сопровождение во время произвольной программы Родниной — Зайцева (впоследствии выяснилось, что это была хулиганская выходка чешского сотрудника, избравшего «оригинальный» способ отомстить СССР за Пражскую весну 1968). Тренер С. А. Жук из-за бортика указал продолжать программу и пара откаталась без музыки, под аплодисменты зала. Рефери Карл Эндерлин, отметив «волю к победе» у пары, тем не менее дал указание снизить оценки в связи с катанием без музыки (исполнять программу в конце соревнований пара, естественно, отказалась), из-за чего ни одной оценки 6,0 выставлено не было. На чемпионате мира 5 марта 1974 в темповой короткой программе на музыку Я. Френкеля «Погоня», ошибку допускает Ирина, на пресс-конференции оправдываясь на критику журналистов. В произвольной, 7 марта, вновь последовало неуверенное выступление (после чего Роднина заявила: «Это было просто плохо»), зал разочарованно встретил оценки, причем советский судья В.Писеев поставил 6,0.
Окончила Центральный институт физической культуры (1974).
К 1974 отношения пары и тренера осложнились. Причины указываются порой самые противоположные: Роднина, в частности рассказывала, что стала более самостоятельной и «устала от поведения Жука». И фигуристы с октября 1974 по своей инициативе переходят к молодому тренеру — Т. А. Тарасовой, которая относилась к ученикам на равных, скорее как партнер в общем деле. Кроме того, Тарасова постаралась привнести в катание больше художественной выразительности, уже в первом сезоне 1974/75 поставив короткую программу на музыку А. Мажукова.
На чемпионате мира 1975 на разминке перед произвольной программой Роднина столкнулась с У. Кагельманном, в произвольной пара решила отказаться от одной поддержки, тем не менее судьи вновь единогласно отдали паре 1-е место, с оценками до 6,0. В 1975 Роднина стала членом КПСС. Широко отмечалась свадьба Родниной и Зайцева (1975), на съемки приехало ТВ США. Перед Олимпиадой-76 А. Зайцев «перетренировался», сказалось также волнение, и после чисто исполненной короткой программы, в произвольной были допущены несколько ошибок (в том числе Зайцев коснулся рукой при приземлении с двойного акселя), однако отлично была выполнена подкрутка тройной флип. Все судьи дали первые места, 10 оценок 5,9 и 8 — 5,8 (некоторые зрители освистали оценки). Обе программы были поставлены на цыганские и молдавские мелодии. На чемпионате мира 1977 чисто исполнены короткая (поставлена на музыку В. Соловьева-Седого к кинофильму «Первая перчатка») и произвольная программа. Советский судья В. Писеев единственный дал оценку 6,0, после чего рефери С. Бьянкетти инициировала отстранение всех советских судей на целый сезон (1977/78).
После окончания любительской карьеры, Роднина работала в ЦК ВЛКСМ, затем старшим тренером (например, пары В. Першина — М. Акбаров) в обществе «Динамо», преподавала в Институте физкультуры. С 1990 года по 2002 года жила в США, работала тренером международного центра фигурного катания (в Лейк-Эрроухеде, близ Лос-Анджелеса). В 1995 году её ученики Р. Коваржикова — Р.Новотны стали чемпионами мира (Родниной присвоили почетное гражданство Чехии), помогала готовить Мишель Кван и Анжелу Никодинов.
Председатель центрального совета Общероссийской общественной организации «Всероссийское добровольное общество „Спортивная Россия“». Закончила Государственный центральный ордена Ленина институт физической культуры.
Награждена орденом Ленина (1976 год), двумя орденами Трудового Красного Знамени (в том числе 1972), орденом «За заслуги перед Отечеством» III степени (1999 год), орденом «За заслуги перед Отечеством» IV степени (2009 год) и бронзовым Олимпийским орденом. Дважды лауреат Национальной премии общественного признания достижений женщин России «ОЛИМПИЯ» за 2002 и 2003 года.
Член Совета при Президенте Российской Федерации по физической культуре и спорту. Член Общественной палаты Российской Федерации.
С 2005 года И.Роднина ведёт авторскую передачу на Радио России — «Стадион». Автор книги «Негладкий лед» (1978 год).
Негативно оценивает новую систему судейства.
Вторым супругом Родниной был бизнесмен, кинопродюсер Леонид Миньковский. В данный момент — не замужем. Сын — Александр Зайцев (род. 23 февраля 1979), занялся гончарным искусством. Дочь — Алёна Миньковская (род. 1986) — ведёт собственную программу «The Alyona Show» на российском англоязычном телеканале Russia Today; живёт в Вашингтоне.
28 июня 2005 года открыто высказала свою позицию по громкому судебному процессу, подписав, в числе 50 представителей общественности, "Письмо в поддержку приговора бывшим руководителям «ЮКОСа». 11 сентября 2009 года Роднина опровергла подписание письма в поддержку обвинительного приговора Михаилу Ходорковскому
Является членом президиума Общероссийской общественной организации «Лига здоровья нации».
В итоге Роднина стала самой успешной фигуристкой в истории парного катания: трёхкратной олимпийской чемпионкой, десятикратной (1969—1978) чемпионкой мира, одиннадцатикратной (1969—1978, 1980) чемпионкой Европы и шестикратной (1970—1971, 1973—1975, 1977) чемпионкой СССР, в 1969-80 не проиграв ни одного соревнования, в которых она с партнерами участвовала. Объяснение такой длинной серии побед на всех соревнованиях может дать хотя бы один пример: в одной из самых насыщеных программ в истории фигурного катания — произвольной сезона 1974/75 пара Роднина-Зайцев исполнили свыше 30 элементов, целый ряд которых на многие годы опережал развитие парного катания, в том числе 6 сложных поддержек (в одной спуск партнерши шёл через переворот, при заходе на другую следовало несколько прыжков партнерши держась за руки партнера, третья состояла из трех оборотов на одной руке), в дополнение к ним сделаны ещё 4 поддержки без подъема над головой партнера, 4 каскада (один из четырёх прыжков, один с уникальным акселем с приземлением на ту же ногу, ещё один состоял из сложного двойного акселя и через тройку двойной сальхов), сложный заход на тодес назад наружу осуществлен со спирали, после которой партнерша сменила ногу, на парном вращении партнер два раза поднимал партнершу в воздух, чтобы она сменила 2 раза ногу, а также две подкрутки — тройной лутц и аксель в два с половиной оборота. Кроме того множество связующих «элементов между элементами» — оригинальные спирали, шаги и т. п. Программа была исполнена на огромной скорости, и исключительно синхронно. Всё это поражало воображение судей, которые единодушно отдавали паре первое место, причем абсолютные девять первых мест из девяти возможных пара получала и за короткие, и за произвольные программы в течение 1973-80 годов.