Irène Jacob fait une première apparition dans un film, "Au revoir les enfants". Courte, mais remarquée, sa performance lui vaut le soutien du réalisateur Krzysztof Kieslowski. Ce dernier devient son mentor et lui confie même un rôle marquant dans "La double vie de Véronique", pour lequel elle obtient le prix d'interprétation à Cannes. Il la fait ensuite tourner dans "Trois couleurs – Rouge", dernier volet de sa trilogie renommée. Ce rôle lui permet d'atteindre une reconnaissance internationale. La carrière d'Irène Jacob s'oriente alors vers les films anglophones. Elle tourne entre autres avec Tommy Lee Jones et Wesley Snipes. Comédienne, mais également chanteuse, elle sort un album Je sais nager, coécrit avec son frère, Francis Jacob, en 2011.