Родилась в Москве. Окончила Московскую государственную консерваторию им. П.И.Чайковского по классу профессоров Э.Д.Грача и М.С.Глезаровой и аспирантуру по классу камерного ансамбля у профессоров Т.А.Гайдамович и А.З.Бондурянского.

Лауреат Первого международного конкурса скрипачей памяти А.И.Ямпольского.

С 1999 по 2001 г. – артистка оркестра Мариинского театра. С 2002 г. – артистка оркестра Большого театра России.

С 1996 по 2005 г. выступала в составе «Академ-трио» совместно с Яковом Кацнельсоном (фортепиано) и Борисом Лифановским (виолончель). C 2005 года Ирина Петухова является постоянной участницей Квартета Большого театра.