Ирина Ивановна Масленникова родилась 3 июня 1918 года в Киеве в семье потомственного дворянина прподавателя математики Ивана Николаевича Масленникова и Евгении Ивановны Лебедевой.
С 9 лет обучалась игре на фортепиано. Окончила фортепианное и вокальное отделения Киевского музыкального училища.
С 1938 по 1941 гг. обучалась в Киевской консерватории. Выступала в оперных спектаклях консерватории.

В 1941 году была зачислена в стажёрскую труппу Украинского театра оперы и балета имени Шевченко, в годы Великой Отечественной войны вместе с коллективом театра эвакуировалась в Уфу.
В 1943 году дебютировала в Московском филиале Большого театра. В том же году, будучи солисткой оперы, Масленникова с отличием окончила экстернат Киевской консерватории.
В 1947 году Масленникова получила первую премию на Первом Всемирном фестивале молодёжи и студентов в Праге. До 1960 года Ирина Масленникова – ведущая солистка Большого театра СССР. Вела активную концертную деятельность.
С 1956 по 1974 годы работала педагогом на вокальном отделении Государственного института театрального искусства (РАТИ ГИТИС), а с 1974 года стала преподавать в Московской консерватории. С 2002 года Масленникова - профессор вокала в Центре оперного пения под руководством Г.Вишневской.
И.Масленникова – автор 15 оперных либретто, автор фарса «Ох, эти русские» на музыку композитора В.Тарнопольского.
Ирина Ивановна - Народная артистка РСФСР (1957), руководитель просветительской организацией студентов Московской консерватори; член Союза театральных деятелей, Академии исполнительского искусства и педагогики, Союза литераторов и переводчиков. Награждена орденом Трудового Красного Знамени (1976).