Первой большой ролью в кино стала разведчица Галина Ортынская в фильме Антона Тимошинина "Их знали только в лицо" (1966). Картина имела большой успех у зрителей. Хотя путь на экраны был тернистым. По информации театральных порталов, на пробах актрисе часто отказывали, причем уже на последнем этапе.
Считается, что режиссером, который помог Ирине Мирошниченко раскрыть свой потенциал в кино, стал Андрей Кончаловский. Говорят, с ним она встретилась на улице, а он запомнил ее благодаря работе над "Я шагаю по Москве". В творческом союзе с ним актриса выпустила несколько компакт-дисков, музыкальных альбомов, пластинок, подготовила сольный концерт к 850-летию Москвы. "Коренная москвичка" – с этой программой она объездила российский города и приезжала в США.
Также актриса появилась в таких фильмах, как "Дядя Ваня", "Кремлевские куранты", "Пришел солдат с фронта", "…И другие официальные лица", "Вам и не снилось…", "Рыжий, честный, влюбленный", "Тайны мадам Вонг", "Зимняя вишня", "Андрей Рублев".
"Тарковский заметил меня, когда я пила кофе в "Национале". Он глаз с меня не сводил, а я гордо показывала обручальное кольцо. На следующий день предложил попробоваться на роль Марии Магдалины", – вспоминала актриса.
Ирина Петровна являлась Заслуженной артисткой РСФСР и Народной артисткой РСФСР. За время своей творческой карьеры она получила такие призы и награды, как орден "Знак Почета", Орден Почета, орден "За заслуги перед Отечеством" IV степени, орден "За вклад в развитие культуры России". Также она написала книгу "Расскажу...", вышедшую в 2011 году.
Помимо этого, артистка радовала поклонников мелодичным бархатным вокалом. Впервые она запела в дуэте со Львом Лещенко и с тех пор регулярно выступала.