Irène Joliot-Curie s-a născut pe 12 septembrie 1897, la Paris, fiind fiica cea mare a savanților Marie și Pierre Curie.
A urmat o școală privată, dar în 1906 profesorii au anunțat-o pe mama ei că este foarte bună la matematică, astfel că Marie Curie a decis să-i încurajeze înclinațiile spre științele exacte. Pentru că la acel moment nu exista nicio școală dedicată copiilor supradotați, savanta a inițiat "Cooperativa", o instituție informală, compusă din nouă copii ai celor mai distinși academicieni din Franța. Părinții au decis să le predea pe rând copiilor, iar programa era foarte variată și includea nu numai noțiuni științifice, ci și materii ca limba chineză sau sculptura, punând mare accent pe comunicare și învățare prin joc.
A urmat studiile liceale la Collège Sévigné din Paris, apoi s-a înscris la Facultatea de Științe de la Sorbona, dar în 1916 cursurile au fost întrerupte din cauza izbucnirii Primului Război Mondial. În acea perioadă a absolvit un curs de asistență medicală, pentru a o ajuta pe mama sa, ca asistentă de radiologie. După câteva luni, a fost lăsată să lucreze singură la un centru radiologic din Belgia, unde i-a învățat pe medici cum să localizeze șrapnelul în corpurile răniților folosind radiologia.
După război, s-a întors la Sorbona pentru a-și finaliza specializarea în matematică și fizică și a continuat să lucreze ca asistentă a mamei sale, predând radiologia la Institutul Radiului. Teza sa de doctorat a avut ca temă dezintegrarea alfa a poloniului.
În 1925, a devenit doctor în științe și a primit misiunea să predea tehnicile de laborator pentru cercetări radiochimice inginerului chimist Frédéric Joliot, viitorul său soț.
Din 1928, Irene și soțul ei și-au unit eforturile pentru studiul nucleelor atomice, în 1933 cei doi au calculat masa exactă a neutronului, iar în 1934 au descoperit radioactivitatea artificială, pentru care au primit Premiul Nobel în 1935. Descoperirea a oferit posibilitatea creării rapide și fără costuri mari a materialelor radioactive, dar cea care studiase inițial procedeul fusese românca Ștefania Mărăcineanu, prima care a observat că timpul de înjumătăţire a poloniului pare să depindă de materialul pe care este depozitată proba respectivă.
În 1948, soții Joliot-Curie, împreună cu alți oameni de știință, au creat primul reactor nuclear francez.
Din cauza lungii perioade de timp în care a lucrat cu materiale radioactive, Irene a fost diagnosticată cu leucemie. A încetat din viață pe 17 martie 1956, la Paris.
