Fille de Peter Brook et de l'actrice Natasha Parry, Irina Brook est une enfant de la balle. Née à Paris, elle part à l'âge de dix-huit ans pour New York afin d'étudier l'art dramatique chez Stella Adler (qui enseigne selon les principes de l'Actor's Studio) et commence à jouer dans plusieurs productions « off Broadway ».

Parallèlement à ses nombreuses années passées à Londres, où elle enchaîne les tournages de cinéma, de télévision et les spectacles de théâtre, elle revient régulièrement à Paris pour participer entre autres à La Cerisaie de Tchekhov (auprès de sa maman) puis au Don Juan de Molière aux Bouffes du Nord (elle y jouait le rôle d'Elvire).

Au milieu des années 90, elle abandonne volontairement ses activités de comédienne pour se consacrer entièrement à la mise en scène.
Sa première mise en scène, Beast on the Moon de l'américain Richard Kalinoski est présentée à Londres en mai 1996, suivie par Madame Klein de Nicolas Wright et All is Well that Ends Well (Tout est bien qui finit bien) de Shakespeare.

En 1998, elle monte Une Bête sous la lune , la version française du texte de Kalinoski au Théâtre de Vidy à Lausanne, à Bobigny puis au Théâtre de l'Œuvre à Paris.
Ce spectacle se verra alors récompensé par cinq Molière.

Très vite, elle enchaîne avec Danser à Lughnasa de Bernard Friel (Théâtre de Vidy à Lausanne, Bobigny et en tournée), Résonances (2000), puis La Ménagerie de verre de Tennessee Williams (2001, avec dans le rôle-titre Romane Bohringer) au Théâtre de l'Atelier, Juliette et Roméo au Théâtre de Chaillot (2002) et Une Odyssée , un spectacle destiné au jeune public créé dans le cadre du festival de Sartrouville et repris en décembre 2002 aux Bouffes du Nord.

Malgré quelques incursions à l'opéra (une Flûte enchantée , co-signée avec son époux, le metteur en scène anglais Dan Jemmett pour le Reisopera aux Pays-Bas sous la direction Ton Koopman, un Eugène Onéguine au festival d'Aix-en-Provence, et cette production de La Cenerentola ), elle est retournée au théâtre en présentant au printemps dernier une nouvelle production de La Bonne Âme de Setchouan de Brecht avec Romane Bohringer au Théâtre de Chaillot.

Elle vient de monter Le Pont de San Luis Rey d'après Thornton Wilder, présenté au Théâtre Vidy de Lausanne puis au Théâtre de Sceaux. Outre L'Île des Esclaves , elle prépare La Traviata à Bologne (rentrée 2005).