С 1976 по 2022 год Ирина Петрова посвятила себя работе в Волгоградском государственном медицинском университете, пройдя путь от старшего лаборанта кафедры истории Коммунистической партии Советского Союза и политической экономии до заместителя секретаря комитета комсомола по вопросам интернациональной работы и идеологии.
После успешной защиты кандидатской диссертации она продолжила свою деятельность на кафедре истории КПСС в качестве преподавателя, а затем доцента.
В период с 1995 по 2003 год также работала старшим научным сотрудником в Институте экономической истории России XX века при Волгоградском государственном университете.
В 2000 году Ирина Александровна Петрова успешно защитила докторскую диссертацию на тему «Цивилизационные аспекты развития России в контексте этнической истории». В результате ей была присвоена степень доктора философских наук.
С 2000 по 2022 год Ирина Александровна занимала должность заведующей кафедрой истории и культурологии в Волгоградском государственном медицинском университете.
В 2003 году ее избрали членом-корреспондентом Российской академии гуманитарных наук, еще через два года, в 2005-м, она получила звание «Заслуженный работник высшего образования Российской Федерации».
С 2007 по 2022 год Ирина Александровна возглавляла диссертационный совет по теории и истории культуры. Она также является лауреатом премии администрации Волгоградской области в области истории медицины, редактором учебных пособий, автором монографий и научных статей.