Per non smarrire la strada del percorso cinematografico di Irène Jacob, si deve prendere una mappa e una penna: un esordio in Francia con due maestri della storia del cinema europeo (Louis Malle e Jacques Rivette), un'intesa speciale con il polacco Kieslowski, l'incarnazione della grazia di Desdemona in una delle più provocatorie trasposizioni cinematografiche di Othello e bellezza eterea ma inquieta di una pellicola firmata da Michelangelo Antonioni. Basterebbero questi nomi per ammirare una carriera in continua evoluzione che si lascia trasportare dalla magia dell'arte in luoghi e culture così diverse tra loro: dalla Francia all'Italia, passando per la Spagna e attraversando l'oceano per raggiungere gli Stati Uniti.
Figlia di un fisico e di una psicologa, è l'unica femmina in una famiglia di quattro figli (un fratello è il famoso musicista jazz Francis Jacob). All'età di tre anni si trasferisce a Ginevra dove trascorre l'intera adolescenza fino a quando, diciottenne, ritorna a Parigi.
Debutta al cinema con la direzione di due registi importanti (anche se interpreta due piccoli ruoli): è nel film Leone d'Oro a Venezia '87 Arrivederci ragazzi diretto da Louis Malle e in Una recita a quattro (1989) che porta la firma di Jacques Rivette, maestro della Nouvelle Vague. Dopo alcuni film passati inosservati alla critica francese (da segnalare però Le Secret de Sarah Tombelaine diretto da Daniel Lacambre, che la vede protagonista assoluta della vicenda), nel 1991 è la volta dell'artista polacco Krzysztof Kieslowski che la chiama per La doppia vita di Veronica. Il doppio ruolo rivestito dall'attrice, che impersona due donne molto simili caratterialmente ma che vivono in luoghi molto lontani tra loro, la premia come miglior attrice al festival di Cannes. A soli venticinque anni Irène è già una musa ispiratrice con il fascino discreto di chi sa fare il mestiere dell'attore con rigore e semplicità.
Nel 1993 passa a un ruolo più leggero ma, allo stesso tempo ricco di suggestioni romantiche che commuove il pubblico di intere generazioni: è nel cast de Il giardino segreto di Agnieszka Holland. L'anno dopo riconferma l'amicizia con Kieslowski in Tre colori - Film rosso dov'è la giovane donna ripugnata e affascinata da un giudice burbero che vive osservando le esistenze degli altri. Dopo Le fuggitive (1995) di Nadine Trintignant e La bella straniera (1995), secondo lungometraggio dietro la macchina da presa dello scrittore Mark Peploe (famoso per le sceneggiature dei più riusciti film dell'italiano Bernardo Bertolucci), l'attrice viene scritturata in Al di là delle nuvole, ritorno, dopo dieci anni di assenza, di Michelangelo Antonioni, qui supportato dall'aiuto dell'amico Wim Wenders.
Nelle vesti di un'aggraziata Desdemona, Irène ritorna sullo schermo nell'ennesima trasposizione cinematografica dell'opera shakespeariana Othello (1995). La rappresentazione diretta da Oliver Parker viene maltrattata dalla critica più feroce che gli imputa l'audacia di aver manipolato il testo teatrale per costruire un thriller erotico di poco valore. Ad uscirne comunque vincente è la recitazione degli attori e, su tutti, quella di Irène, mai sfrontata o sopra le righe ma perfettamente in linea con il temperamento del personaggio.
Nel 1998 cambia totalmente registro e approda a un cinema d'azione, campo nuovo per lei che finora aveva sempre prestato il volto a personaggi fragili in racconti di vita fatti principalmente da turbamenti umani. Questa volta, al posto delle persone, si schierano gli effetti speciali: al fianco del ruvido Tommy Lee Jones, è in U.S. Marshals - Caccia senza tregua. Dopo questa parentesi adrenalinica (che riprenderà in parte con il film History Is Made At Night con Bill Pullman), ritorna a un cinema di impianto più intimistico ma aperto a dinamiche tipiche della commedia. È la dolce Gabrielle nel film Cuisine Américaine che fa parte di quel filone cinematografico che coniuga il sapore del cibo alla magia della settima arte (è anche protagonista di un cortometraggio dal titolo evocativo Cuisine Chinoise) e, a fianco di Colin Firth lavora in My Life So Far (1999), sentimentale storia con happy end assicurato.
Dopo alcune incursioni nel mondo televisivo (da segnalare almeno il film tv Nés De La Mère Du Monde) e in quello del doppiaggio, Irène è nel 2001 una delle protagoniste della tragicomica Riunione di condominio di Rémi Waterhouse, piccolo affresco del peggio umano scaturito da un'assemblea tra inquilini. Passando per una storia di formazione di un uomo normale che diventa eroe (si parla del monumentale I nuovi eroi con Gérard Depardieu e Tim Roth), l'attrice si affida alla regia dello spagnolo José Luis Cuerda che la scrittura per l'intenso La Educación De Las Hadas (2006), un piccolo film indipendente che vince il Goya Award per la miglior canzone originale "Tiempo pequeño".
L'anno successivo due film importanti: il primo diretto dallo scrittore americano Paul Auster che la coinvolge in The Inner Life of Martin Frost e l'altro il nostrano Nessuna qualità agli eroi di Paolo Franchi, in concorso alla Mostra di Venezia. Partecipa poi al film di Pippo Delbono Amore carne (2011) e nel 2015 recita per Paul Schrader in Il nemico invisibile.
