Irene Domenech es licenciada en Historia del Arte por la Universidad Complutense de Madrid y licenciada en Documentación por la Universidad de Alcalá.

Ingresó en el Cuerpo Facultativo de Conservadores de Museos en febrero de 2009 y en 2010 se incorporó al Área de Infraestructuras de la Subdirección General de Museos Estatales del Ministerio de Cultura y Deporte, primero como conservadora y desde 2015 como Jefa de Servicio de Planificación y Medios. Durante su estancia en el Ministerio de Cultura y Deporte, participó en el desarrollo de diversos proyectos de renovación museográfica de museos de titularidad estatal.

En 2019 se incorporó a Patrimonio Nacional, organismo dependiente del Ministerio de Presidencia, Justicia y Relaciones con la Cortes, encargado de la gestión de los bienes históricamente vinculados a la Corona de España. En esta institución ha participado en la puesta en marcha del proyecto de la Galería de las Colecciones Reales, primero desde la Dirección de Inmuebles y Medio Natural como Jefa de Área de Planificación y desde agosto de 2023 como Subdirectora General Adjunta de esta nueva institución cultural.