Irene Dunne est née Irene Marie Dunn, le 20 décembre 1898 à Louisville, dans l'État du Kentucky, aux Etats-Unis. Elle à un frère Charles . Son père Joseph Dunn était un inspecteur de bateau à vapeur pour le gouvernement des États-Unis, et sa mère Adelaide Henry, pianiste de concert et professeur de musique. Sous l’influence de sa mère, la jeune Irene surnommé «Dunnie» est orientée dans le domaine artistique particulièrement dans le chant. Elle apparaît à cinq ans dans une production théâtrale à Louisville, « Le Songe d’une nuit d’été », une pièce de William Shakespeare.

Après la mort de leur père, sa mère déménage avec ses enfants à Madison dans l’Indiana où Irene poursuit son éducation musicale, elle suit des cours de chant, et des leçons de piano dans un conservatoire de musique à Indianapolis tout en se produisant en public notamment dans un chœur d'Église épiscopat. Dès lors, elle décide de se diriger vers la scène et se produit durant les années 20 dans des opérettes et des spectacles musicaux puis à Broadway où sa carrière s'envole dès 1929.

Repérée par les studios RKO, Irene Dunne tourne son premier film musical qui passa presque inaperçu « Présentez armes » (1930) de Edward F. Cline avec Louise Fazenda. Mais ce n'est qu'a partir de 1931, où elle joue l’épouse de Richard Dix qu'elle se voit propulsée au rang de star avec « La ruée vers l'Ouest » de Wesley Ruggles, l’histoire retrace l'épopée d'une famille de pionniers qui s'installe sur un territoire vierge de l’Etat de l'Oklahoma, ce film obtient la consécration avec trois Oscars dont celui du meilleur film et quatre nominations dont une pour Irene Dunne.

Sa silhouette élégante et sa beauté un peu froide lui permirent d'aborder tous les genres de registres, notamment le musical. William A. Wellman l'invite à mettre à contribution ses dons vocaux dans « Stingaree » (1934) avec Richard Dix un bandit qui finance la carrière d'une jolie chanteuse d’opéra, et pour Mervyn LeRoy dans « Un soir en scène » (1937) elle chante dans un opéra avec Donald Woods et Louis Calhern.

Mais c'est avec le dramatique qu'elle laisse de beaux souvenirs au public qui versa des torrents de larmes, en témoigne le magnifique mélodrame de John M. Stahl « Histoire d'un amour » (1932), elle retrouve par hasard son ancien amour (John Boles) malgré qu’il est marié et père de famille, elle devient sa maîtresse, mais John décède d'un AVC dès lors elle va vivre une descente aux enfers jusqu'à mourir de désespoir.

Irene Dunne et Rex Harrison - Dans le film : Anna et le roi de Siam, 1946.

Charles Brabin fait à nouveau larmoyer le public avec « Le secret de Madame Blanche » (1933) contrainte par son beau-père (Lionel Atwill) d'abandonner son fils après le décès de son mari, elle retrouve son enfant vingt ans plus tard (Douglas Walton) et par amour de son fils elle s'accuse à sa place d’un meurtre qu’il a commis. Elle est encore émouvante dans le mélodrame « Veillée d'amour » (1939) de John M. Stahl, un célèbre pianiste (Charles Boyer) marié à une femme qui soufre de troubles mentaux tombe amoureux d'une jolie serveuse (Irene Dunne). Elle est également excellente dans la comédie romantique comme « Théodora devient folle » (1936) de Richard Boleslawski, une romancière auteur de romans d'amour torrides et scandaleux tombe amoureuse de son éditeur (Melvyn Douglas)…

Elle tourne deux comédies romantiques avec Cary Grant dont « Cette sacrée vérité » (1937) de Leo McCarey où après être divorcés, chacun de son côté cherche à faire échouer les plans de l'autre ; dans « Mon épouse favorite » (1940) de Garson Kanin où après avoir disparue pendant sept ans, elle est bien décidée à récupérer son mari (Cary Grant) qui est sur le point de se remarié avec Randolph Scott et Gail Patrick.

Elle nous livre encore une comédie bien sympathique « Anna et le roi de Siam » (1946) de John Cromwell, une veuve anglaise est engagée par le roi de Siam (Rex Harrison) pour éduquer ses nombreux enfants, leurs relations sont d'abord très conflictuelles, mais peu à peu elle gagne la confiance du monarque. Elle était presque méconnaissable sous un maquillage lourd dans son rôle de la Reine Victoria, qui vit recluse au château de Windsor depuis la mort de son mari le Prince Albert dans « Le moineau de la Tamise » (1950) de Jean Negulesco , Alec Guinness.

Irène Dunne se retire du grand écran en 1952 et apparaît sporadiquement dans quelques séries télévisées et parallèlement elle se consacre à des causes politiques. Fervente catholique, elle était membre de l' Église du Bon Pasteur et de la Catholic Motion Picture Guild à Beverly Hills, en Californie. En 1953, le pape Pie XII a décerné à Dunne et à son mari les chevaliers papaux en tant que Dame et Chevalier du Saint-Sépulcre.

Mariée en 1928 à Francis Griffin, un dentiste de New York, ils resteront unis jusqu’au décès de son mari en 1965. Ils adopteront une fille, Mary France née en 1982.

Irene Dunne - Dans le film : Théodora devient folle, 1936.

Irène Dunne décède d'une insuffisance cardiaque le 4 septembre 1990, elle repose à côté de son mari au Calvary Cemetery, East Los Angeles en Californie.

Son étoile sur le Hollywood Walk of Fame est au 6440 Hollywood Blvd.