Irène Carbonnier est née le 10 août 1950 à Poitiers. Après des études de droit, elle devient auditeur de justice, en février 1975. Nommée juge au TGI de Colmar en janvier 1977, elle intègre l’administration centrale du ministère de la Justice en novembre 1979, puis est promue conseiller référendaire à la Cour de cassation en juin 1984 ; dans ces fonctions, elle participe notamment à la préparation de la première loi sur le surendettement (en 1988-1989). Nommée vice-présidente du tribunal de grande instance de Bordeaux en 1991, elle occupe ensuite les fonctions de conseiller à la cour d’appel de Bordeaux (à compter de 1993). À ce titre, elle préside la cour d’assises de Dordogne, mais aussi celle de la Gironde, en remplacement du président titulaire ; elle sera également deuxième assesseur du président de la cour d’assises de la Gironde en 1997-1998, lors du procès de Maurice Papon. Détachée comme chargée de mission à la Direction des affaires juridiques du ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche en 2000, elle est alors membre du Comité national de lutte contre la violence à l’école. Irène Carbonnier est promue conseiller à la cour d’appel de Paris en 2005 (pour siéger à la chambre de la presse), puis avocat général près la cour d’appel d’Agen en 2009, avant de devenir présidente de chambre à la cour d’appel de Paris en juillet 2012. Elle est admise à faire valoir ses droits à la retraite en juin 2016, et est maintenue en fonction jusqu’en juin 2017
Entre autres fonctions, Irène Carbonnier a occupé celle de présidente de l’Arapej (Association Réflexion, Action, Prison et Justice) à partir de juin 2009 ; elle a par ailleurs été nommée membre titulaire du Conseil national de l’aide juridique (en tant que représentant d’associations œuvrant dans le domaine de l’aide juridique) en 2012.