Родилась в городе Выкса Горьковской (ныне — Нижегородской) области. Ее родители ждали сына, а родилась девочка с мальчишеским характером. Папа будущей актрисы — лыжник и легкоатлет — был чемпионом области, поэтому свою дочь он видел, в первую очередь, спортсменкой. Однако родители стремились дать Ирине всестороннее образование, и отдали дочь в музыкальную школу, которую она окончила по классу скрипки.
После дебюта на конкурсе «Хочу стать звездой» Ирина стала всерьез задумываться о карьере эстрадной певицы (ее идеалом была Эдит Пиаф), но родители категорически возражали. Поэтому Ирина поступила в Политехнический институт в Нижнем Новгороде, и лишь потом — в Нижегородское театральное училище, причем сразу на два отделения — кукольное и драматическое.
На втором курсе училища Ирину заметил московский режиссер Петр Фоменко и пригласил ее в Москву на свой курс в Государственный институт театрального искусства (ГИТИС), по окончании которого молодая актриса вошла в труппу театра «Мастерская Петра Фоменко».
В 2006 году Ирина Пегова перешла в Московский художественный театр (МХТ) им. А. П. Чехова. Помимо этой легендарной сцены актрису можно увидеть в спектаклях Московского театра под руководством Олега Табакова и Театра имени В. В. Маяковского.
В проекте «Сказки с оркестром» заслуженная артистка России, лауреат множества театральных и кинопремий («Золотая маска», «Хрустальная Турандот», «Золотой орел», «Фигаро» имени Андрея Миронова и премии Олега Табакова) Ирина Пегова принимает участие впервые. Вместе с симфоническим оркестром Московской филармонии и героями сказки Ганса-Христиана Андерсена «Дикие лебеди» замечательная актриса Ирина Пегова совершит сказочный «полет» в пространстве Концертного зала имени П. И. Чайковского.