Ирина Анатольевна окончила в 1990 г. Первый Московский медицинский институт им. И.М. Сеченова. В 1994 г. окончила клиническую ординатуру по специальности «Фтизиатрия» при Центральном научно-исследовательском институте туберкулеза РАМН.
С 1994 г. работала сначала младшим, а затем старшим научным сотрудником ЦНИИТ, 2000 г. - учёным секретарем, 2002 г. - ведущим научным сотрудником, 2008 г. - руководителем отдела фтизиатрии.
С июля 2016 г. является директором НИИ фтизиопульмонологии Первого МГМУ им. И. М. Сеченова.
В 1997 г. Васильева И.А. защитила кандидатскую диссертацию на тему: «Эффективность краткосрочной двухэтапной химиотерапии впервые выявленных больных туберкулезом органов дыхания».
В 2002 г. защищена докторская диссертация на тему: «Эффективность химиотерапии больных лекарственно устойчивым туберкулезом органов дыхания».
В 2012 г. Васильевой И.А. присвоено учёное звание профессора.
С июля 2016 г. является директором НИИ фтизиопульмонологии Первого МГМУ им. И. М. Сеченова (ныне ФГБУ “НМИЦ ФПИ” Минздрава России)
В 2022 году Указом Президента награждена государственной наградой Орден Пирогова.
Профессор Васильева является автором 175 публикаций, в том числе 3 монографий.
Под руководством Ирины Анатольевны защищены 8 кандидатских и 1 докторская диссертация.
