В 1999 году Ирина Леонова дебютировала в кино в картине «Опять надо жить», после чего сыграла еще в нескольких проектах: «Яды, или Всемирная история отравлений» (2001), «Трое против всех» (2002), «Здравствуй, столица!» (2003), «Звездочет» (2004) и других. Известность Ирине Леоновой принесли роли Кристины в сериале «Лучший город Земли» и Лены в «Детях Арбата». Ирина Леонова снималась и в других не менее известных сериалах: «Люди и тени: секреты кукольного театра», снятом в 2001 году,, «Черная комната» (2000-2001). Исполнив роль Софьи в постановке «Горе от ума», в 2002 году актриса стала лауреатом фестиваля молодых талантов «Московские дебюты» в категории «Лучшая актриса», а через год за роль Поликсены в спектакле «Правда – хорошо, а счастье лучше» получила Государственную премию Российской Федерации в области литературы и искусства. Первым супругом Ирины Леоновой был известный актер Игорь Петренко, с которым они познакомились в стенах училища, вместе пропускали лекции и делали первые шаги в сценической карьере. В 2005 году Игорь пробовался на роль Саши Панкратова в сериале «Дети Арбата», но не был утвержден. Героя сыграл другой актер — Евгений Цыганов, молодая звезда отечественного кинематографа. На съемках у Евгения и Ирины закрутился роман, и Леонова решилась на серьезный шаг — разорвала отношения с первым мужем. В одном из интервью Игорь Петренко обмолвился, что это не супруга ушла от него, а он без памяти влюбился в Екатерину Климову, с которой вместе играл в сериале «Лучший город Земли». Игорь Петренко: «Спустя где-то месяца три я понял, что никак не могу выгнать из себя это чувство и делать вид, что у меня все в порядке с женой. Я не мог смотреть ей в глаза, потому что постоянно думал о другой женщине. Поэтому ушел в никуда. Жил в машине, у друзей…» В 2005 году Ирина Леонова вышла замуж за Евгения Цыганова и больше не появлялась на киноэкране. «Когда моя невестка Ира Леонова перед Женей была замужем за Игорем Петренко, у них так и не получилось завести детей, — говорит Эдуард Цыганов, отец Евгения. — Ирина долго лечилась, чтобы родить, но все равно не беременела. А Петренко считал ее виноватой, что в семье нет ребенка. Видно, у них просто была в этом плане несовместимость. Сейчас ведь Ирочка родила Жене пятерых! Может быть, хотела доказать бывшему, что у нее все в порядке и что она может стать богатой мамой. До нее у сына было много девушек — имен уже и не помню, но он выбрал Иру. Значит, это его женщина!» Вместе с супругом, актером Евгением Цыгановым, счастливая мама уже воспитывает шестерых детей: Полину (10 лет), Никиту (9 лет), Андрея (6 лет), Софию (5 лет), Александра (4 года) и Георгия (1 год). Актер признавался, что души не чает в своей любимой женщине. Эдуард Цыганов, отец Евгения: «Каждую субботу Ира с Женей привозят детей к нам с бабкой. Они не строгие родители — балуют малышей порой чересчур, но стараются дать им все самое лучшее: красиво одевают, не жалеют средств на образование. Чтобы прокормить большую семью, сын пропадает на съемках, часто под утро приходит и валится с ног. Если раньше выборочно снимался в кино, внимательно читал сценарии, много отказывался, а сейчас перестал: дети растут, денег стало не хватать, сколько бы ни получал. Конечно, он прилично зарабатывает, но и семья большая!» В 2015 году стало известно, что творческая чета ожидает появления на свет седьмого ребенка. 15 сентября 2015 года в прессе появилась информация, что в одном из московских роддомов Ирина Леонова родила дочку. Малышку назвали Вера. Отец теперь уже семерых детей актер Евгений Цыганов незадолго до появления Веры на свет оставил супругу и детей, о чем рассказал журналистам коллега Евгения Цыганова по театру «Мастерская Петра Фоменко» Томас Моцкус. Томас Моцкус: «Женя и Ира — люди непростые, творческие. Ему бывает тяжело. Супруга беременная, шестеро детей, работа… Он приходит домой — там шум-гам, всем что-то нужно… Женя в какой-то момент не выдержал и ушел». Ирина Леонова категорически опровергала слухи о распаде семьи и отказалась комментировать слухи об уходе от нее и детей Цыганова.