С 11 лет девочка принимала участие в спектаклях местного драматического театра. Ее первыми ролями была Мари в «Щелкунчике» и Аня в «Вишневом саде». В школьные годы поняла, что хочет быть связана только с творческой профессией, поэтому после получения аттестата зрелости и подала документы в Высшее театральное училище имени Щепкина. После успешной сдачи всех вступительных экзаменов она стала студенткой этого вуза.
Вилкова училась на курсе актерского мастерства у Юрия Мефодьевича и Ольги Николаевны Соломиных. Во время обучения в щепкинском училище она приняла участие в нескольких студенческих постановках, например, сыграла Настену в драме Валентина Распутина «Живи и помни», Катюшу Маслову в пьесе по роману Л.Толстого «Воскресенье», изобразила Василису в классической драматической пьесе Островского «Василиса Мелентьева».
После окончания театрального училища в 2007 году она стала актрисой труппы Театра.doc. Там на ее счету 6-ть ролей в различных спектаклях, из которых выделялась необычная постановка «ЧЁ. Сказка про любовь и наркотики». Эту пьесу Ирина Вилкова написала в соавторстве с Алексеем Литвененко. Позднее она стала актрисой Центра драматургии и режиссуры под руководством Михаила Рощина и Алексея Казанцева.
В 2014 году сотрудничала с Большим драматическим театром имени Георгия Товстоногова в Санкт-Петербурге, в котором успела сыграть роль Веры Павловны в спектакле по роману Чернышевского «Что делать» и Ка в драме Игмара Бергмана «Из жизни марионеток».
Несмотря на то, что Ирина Вилкова позиционирует себя в первую очередь как театральная актриса, она успела сняться в более чем 30-ти телевизионных фильмах и сериалах.
Ее дебютом на экране в 2004 году стала мелодрама «Всадник по имени Смерть», являющаяся экранизацией повести Бориса Савинкова «Конь бледный». В этой картине актриса снялась в роли гостьи в саду Тиволи, появившись в одном из эпизодов.
Затем она снималась в большом количестве сериалов, из которых выделяется роль Вероники, секретаря в офисе Маргариты Каретниковой в мелодраме 2008 года «Возьми меня с собой» и его продолжении, которое последовало через год. Также у нее получился яркий образ гламурной девушки Кати в ситком-мюзикле «Два Антона», являющийся детищем компании Comedy club production.
В декабре 2012 году на украинском канале «Интер», а в феврале на российском Первом канале вышел мистический детективный сериал «Грач», повествующий о майоре МВД Сергее Грачеве. Ирина Вилкова снялась в этом сериале в роли Маши Райковой, дочери главного врача Николая Павловича. Больше всего актриса появляется на экране в 4-й серии под названием «Мадонна с младенцем».
В 2016 году на телеканале ТНТ вышел комедийно-приключенческий телесериал «Остров», в котором Ирине Вилковой досталась роль Милы, одной из участниц реалити-шоу на тропическом острове. Сюжет картины построен вокруг того факта, что на самом деле никакого шоу нет, и героям необходимо на полном серьезе выживать на необитаемом острове без цивилизации и какой-либо связи с внешним миром.
Личная жизнь
Некоторое время Ирина Вилкова встречалась с политиком Ильей Яшиным. Но вообще о своих романтических отношениях актриса предпочитает не распространяться, в интервью она открыто и откровенно общается с журналистами только на тему собственного творчества.
В 2013 году Ирина Вилкова попробовала себя в качестве рэп-исполнительницы. Она сняла видеоклип на песню «Белый марш», стихи и музыку к которой написала сама. Клип был выложен в сети Интернет на портале YouTube. В качестве исполнителей значились Ириан Первомай и группа «Kaizer Suze».
Еще одним псевдонимом актрисы является имя Нелли Блинова, под которым она иногда выступает с декламацией собственных стихотворений, например, с одой «Революционный Pulp Fiction».