Причина смерти не уточняется.
Антонова работала на посту директора Пушкинского музея с 1961-го по 2013 год, позже занимала пост президента учреждения. Она известна как специалист по итальянской живописи эпохи Возрождения. Антонова — кавалер ордена Почетного легиона, участница Великой Отечественной войны. В 1979 году она получила звание заслуженного деятеля искусств РСФСР.
В марте Антонову с 98-летием поздравил президент России Владимир Путин, отметивший, что искусствовед «посвятила свою жизнь высокой, благородной миссии — сбережению нашего бесценного культурного, духовного достояния», об этом сообщало РИА Новости. Сама Антонова рассказывала журналистам, что свой день рождения встречает в изоляции из-за пандемии коронавируса: «Говорят, что лучше не рисковать, не собираться, соблюдать меры безопасности. В Пушкинском музее мы сейчас все на так называемой "удаленке"».
За свою жизнь Антонова дважды удостоилась Государственной премии России — в 1995-м и в 2018 году. Последнюю премию ей присвоили за то, что ее имя «вошло в историю мирового искусства как последовательного сторонника и вдохновителя диалога культур, как просветителя с энциклопедическими знаниями и безупречным художественным вкусом».
Ирина Антонова проработала в Пушкинском музее более 75 лет, придя в него в должности научной сотрудницы после окончания Московского государственного университета в 1945 году. За годы ее руководства Пушкинским музеем в учреждении прошли десятки масштабных выставок. Одной из важнейших стала проведенная в 1981-м выставка «Москва — Париж. 1900-1930», ставшая прорывом в условиях идеологических запретов.