Родилась 7 февраля 1966 года в городе Дубно Ровненской области.
В 1988 году окончила Львовский политехнический институт по специальности прикладная математика. В 1996 году окончила Украинскую государственную академию водного хозяйства, специальный факультет по специальности учёт и аудит.
В 1988—2012 годах работала инженером-программистом, финансовым, административным и коммерческим директором на различных предприятиях.
Ирина Луценко является совладелицей ООО Украинские новейшие телекоммуникации, ООО Бизнес-центр Лотос, ООО Бел фам, ООО Гейтвэй-Харьков Сервис ЛТД.
В 2012 — 2014 годах — депутат Верховной Рады Украины VII созыва от партии Всеукраинское объединение Батькивщина, № 18 в списке.
Заместитель главы Комитета, глава подкомитета по вопросам гендерного равенства Комитета Верховной Рады Украины по вопросам прав человека, национальных меньшинств и межнациональных отношений.
С 27 января 2015 года — депутат Верховной Рады Украины VIII созыва от партии Блок Петра Порошенко. Заместитель главы фракции БПП.
3 апреля 2017 года президент Украины Петр Порошенко назначил Ирину Луценко своим представителем в Верховной Раде.
17 мая 2019 года Петр Порошенко уволил Ирину Луценко с должности представителя президента в Верховной Раде по собственному желанию.
Замужем за генеральным прокурором Украины Юрием Луценко. Имеет двух сыновей.