Ирина Вадимовна Муравьёва родилась в Москве 8 февраля 1949 года. После окончания средней школы попыталась поступить в театральное училище, но не прошла по конкурсу. В 1967 году поступила в драматическую студию при Центральном детском театре. Её преподавателями были Анна Алексеевна Некрасова, Сергей Григорьевич Соколов, Геннадий Михайлович Печников.
После окончания обучения с 1970 года Ирина работала актрисой в этом же театре. В 1971 году перешла на работу в театр имени Моссовета, где играла до 1991 года. Одновременно с работой в театре она получила высшее образование (1978–1982) в Государственном институте театрального искусства им. А.В. Луначарского у О.Я. Ремиза.
В 1974 году состоялся дебют Ирины Муравьёвой в кино, она снялась в фильме «Чисто английское убийство», сыграв роль Сюзанны. Актриса снялась во многих фильмах, но больше всего зрителям запомнились её роли в фильмах «Москва слезам не верит» (Людмила), «Карнавал» (Нина Соломатина) и «Самая обаятельная и привлекательная» (Надя Клюева). За роль Людмилы в кинофильме «Москва слезам не верит» Ирина Вадимовна получила Государственную премию СССР.
Роли, созданные актрисой на экране, разнообразны и многогранны, они не похожи друг на друга. Чаще всего Муравьёва воплощала в кино образы своих современниц — создавала характеры не всегда положительные, но всегда своеобразные, непосредственные, естественные и обаятельные.
Начиная с 1993 года Муравьёва является актрисой Государственного академического Малого театра, а также работает на радио и принимает участие в озвучивании мультфильмов.
Народная артистка России, Заслуженная артистка РСФСР, кавалер орденов «Знак Почёта», Дружбы, Почёта, «За заслуги перед Отечеством» IV и III степеней — актриса награждена различными театральными и кинематографическими премиями и другими наградами.
Она была замужем. Её муж — режиссёр Леонид Эйдлин — скончался в 2014 году. В этом в браке, который продолжался более 40 лет, родились два сына — Даниил и Евгений.
Сегодня Ирина Вадимовна Муравьёва живёт и работает в Москве, продолжая радовать зрителей и поклонников своим актёрским талантом и мастерством.