Irene nasce a Firenze nel dicembre del 1969. Nella sua città, sulla fine degli anni '80, Irene suona dappertutto: nei bar, nelle cantine e nelle piazze. I "Goppins", "La Forma", "Le Matte In Trasferta" (con l'amica Simona dei "Dirotta su Cuba") sono le sue prime band e, nel 1992, inizia a prendere corpo la sua carriera da solista.

A Dado Parisini, produttore di Raf e Paolo Vallesi, presenta il brano "Un motivo maledetto" che si può considerare un punto di svolta. Infatti Parisini l'ascolta e lo propone alla CGD. Così si arriva alla selezione di Sanremo Giovani del novembre '93 e attraverso questa al Festival di Sanremo del 1994, al quale Irene si presenta con il brano "Fuori".

La CGD propone quindi di incidere un disco intero, al quale partecipano anche Lorenzo "Jovanotti" Cherubini e Eros Ramazzotti: "Irene Grandi" viene accolto con grande interesse, così come la tournèe con Paolo Vallesi.

Nel 1995 esce la seconda fatica "In vacanza da una vita". L'album contiene, tra gli altri, brani come "Dolcissimo amore", "Bum Bum", "In vacanza da una vita" e "Bambine cattive", occupando stabilmente le playlist delle radio italiane.
Il tour seguente è al fianco di Pino Daniele con cui duetta in "Se mi vuoi". Irene ottiene anche una partecipazione cinematografica: Giovanni Veronesi la chiama per "Il barbiere di Rio", dove recita la parte dell'angelo custode di Diego Abatantuono.

Nel 1997 esce "Per fortuna purtroppo" che contiene il brano "Che vita è".

Sul finire del 1999 viene pubblicato il quarto album, "Verde rosso e blu" mentre l'anno successivo Irene è protagonista al Festival di Sanremo: con il brano "La tua ragazza sempre" scritto da Vasco Rossi e Gaetano Currieri degli Stadio si classifica seconda.

Il nuovo singolo, "Fare l'amore", esce nel maggio 2001 ed è, con "Sconvolto così", uno dei due brani inediti dell'album "Irek" che raccoglie i grandi successi di Irene. Durante l'estate Irene partecipa al Galà del Festivalbar e al Jammin Festival di Imola, e si esibisce in un tour che partito a luglio si è concluso a settembre.

Il 25 febbraio 2002, in occasione della Cerimonia di Chiusura delle Olimpiadi Invernali di Salt Lake City, Irene ha cantato un versione particolare di "Volare", rappresentando Torino (prossima organizzatrice dell'evento) e l'Italia.

Nel maggio 2003 esce l'ultimo album di Irene, "Prima di partire"; 10 brani inediti con la prestigiosa collaborazione, in veste di autori e produttori, di Vasco Rossi e Gaetano Curreri. L'album è anticipato dal singolo "Prima di partire per un lungo viaggio", presentato al concerto del primo maggio a Roma e scritto dal Blasco.

A luglio Irene inaugura il suo tour estivo aprendo proprio il secondo concerto di Vasco allo Stadio San Siro. Nel frattempo l'artista presta la voce a Giulia, protagonista del film d'animazione di Paolo Modugno "L'apetta Giulia e la signora Vita", che esce nelle sale italiane a metà settembre. Interpreta inoltre uno dei brani della colonna sonora del cartone animato, "Buongiorno vita". Il mese successivo viene pubblicato "Buon Compleanno", il secondo singolo tratto dall'ultimo album. La cantante intraprende poi una lunga tournée in Italia che si conclude a dicembre proprio a Firenze, la sua città. "Oltre", terzo brano estratto da "Prima di partire", entra in programmazione radiofonica da gennaio 2004.

Nello stesso periodo vede la luce il nuovo album del musicista e produttore francese Hector Zazou "Strong Currents", in cui Irene interpreta il brano "Blue", accompagnata al pianoforte da Stefano Bollani. Ad aprile 2004 parte il nuovo tour, che si concluderà a settembre.
Ma nel frattempo Irene è scelta come presentatrice dell'edizione 2004 di Festivalbar, accanto a Marco Maccarini.

Nella primavera del 2005 pubblica "Lasciala andare", brano che anticipa l'uscita del suo nuovo e settimo album dal titolo "Indelebile".

Il 2006 è un anno sabbatico: l'artista fiorentina partecipa alla compilation "Innocenti evasioni" dedicata a Lucio Battisti con la cover di "Uno in più" e getta il seme da cui germoglierà la sua nuova anima artistica.

Nel doppio album "Irene Grandi.Hits" del 2007 Irene raccoglie i suoi successi più famosi e amati, ma soprattutto mette in mostra il proprio talento vocale di interprete elegante e raffinata con due inediti – "Bruci la città" (scritta con Francesco Bianconi dei Baustelle) e "La finestra" – e due cover nelle quali si confronta senza sfigurare con il mito Mina ("Sono come tu mi vuoi") e con l'artista cult per la lounge italiana Bruno Martino ("Estate").

Fra le 33 canzoni del greates hits troviamo anche nuove versioni unplugged di "Bum Bum", "Oltre", "Cose da grandi" e "Prima di partire per un lungo viaggio"; oltre al duetto con Pino Daniele "Se mi vuoi", il brano "è solo un sogno" con Stefano Bollani al pianoforte e il remix curato da Ricky Montanari dell'hit "La tua ragazza sempre".

Importante collaborazione è quella con Elio e le Storie Tese nel brano "Heavy Samba" contenuto nel loro nuovo disco, Studentessi, uscito il 20 febbraio 2008.

Ha partecipato al concerto del 1° Maggio 2008 in piazza San Giovanni a Roma duettando con i Baustelle in Bruci la città e L'albero di 30 piani, cover di Adriano Celentano .

Nel mese di Giugno è prevista l'uscita della sua prima autobiografia ufficiale, Diario di una cattiva ragazza edito dalla Mondadori, dove l'artista si racconta per la prima volta a 360 gradi.