Ирина Анатольевна Горбачева родилась 10 апреля 1988 года в Мариуполе. Позже вместе с семьей перебралась в Москву. Когда она училась в младших классах, у нее умерла мама. Забота о ней и двух ее братьях всецело легла на плечи отца. Ирина начала работать с 14 лет. Она трудилась в магазине, на рынке и даже на заводе, но при этом не забывала посещать театральный кружок. После школы Горбачева работала официанткой, но по совету мамы знакомой решила поступать в театральный вуз. В итоге ей удалось с первого раза поступить на актерский факультет Щукинского училища, на курс педагога Родиона Овчинникова. Его Ирина окончила в 2010 году и была принята в стажерскую группу театра Мастерская Петра Фоменко.
Еще во время учебы в училище Горбачева начала играть в театре. Ей доверяли самые неоднозначные и яркие роли, в числе которых была и Жанна д'Арк. А за роль Елены в спектакле «Сон в летнюю ночь» в 2016 году она удостоилась премии «Золотая маска» в номинации «Драма – Лучшая женская роль».
Дебют в кино состоялся у Горбачевой в 2008 году. Тогда она сыграла две эпизодические роли в сериале «Закон и порядок: Преступный умысел» (3 сезон) и в фильме «Индиго». В 2010 году Ирина сыграла дочь героя Гоши Куценко в картине «Компенсация». За эту работу она даже была признана лучшей актрисой на I Забайкальском кинофестивале. Дальше были роли в фильме «Моя безумная семья» (2011) и сериалах «Солдатские сказки Саши Чёрного» (2012) и «Бедные родственники» (2012).
Первая главная роль досталась Горбачевой в 2012 году в военно-приключенческом фильме «Туман 2». Несмотря на то, что фильм был принят и зрителями и критиками холодно, игра Ирины была оценена по достоинству. Следующие роли актрисы были не похожи друг на друга. В сериале «Берега моей мечты» (2013) она сыграла жену офицера, в сериале «Дело чести» (2013) – проститутку-наркоманку, а в сериале «Две зимы и три лета» (2013) – комсомолку-активистку.
В 2016 году вышло сразу два фильма, где Горбачева исполнила главные роли – мелодрама «Преображение» демонстрировалась на ММКФ, а социальная драма «Я умею вязать» на Кинотавре. В 2017 году актриса исполнила роль жены героя Александра Яценко в картине Бориса Хлебникова «Аритмия», а в 2018-ом, сыграла Алину в проекте Квартета И «Громкая связь».
В 2020 году Горбачеву можно было увидеть сразу в четырех проектах: комедийном сериале «Алиса», сиквеле «Громкой связи», фильме-катастрофе с Константином Хабенским «Огонь» и в нашумевшем сериале «Чики». В последние годы Ирина продолжает активно сниматься. К выходу готовятся такие проекты с ее участием как: «Дыхание» и «Икария», а также она снялась в эпизоде «Процесс» сериала Иви «Оливье и Роботы».
Что касается личной жизни актрисы, то она уже второй раз замужем. Первым ее мужем был актер Григорий Калинин. С ним она прожила в браке с 2015-го по 2017 год. В 2021 году Ирина вышла замуж за бывшего участника группы Quest Pistols Антона Савлепова.