D'origine russe, Irina Demick fait ses études à Coulommiers (Seine-et-Marne) avant de gagner Paris avec l'ambition de devenir dessinatrice de mode. Sa silhouette la fait remarquer par un couturier qui lui offre un poste de mannequin.
Ses nombreuses photos de mode attirent l'attention du producteur Darryl Zanuck, patron de la Twentieth Century Fox, qui lui propose le rôle d'une jeune résistante française dans Le Jour le plus long[1]. Lors du tournage du Clan des Siciliens, en 1969, Zanuck, dont elle est la compagne de l'époque, l'impose alors qu'aucun rôle n'a été écrit pour elle[2].
Mariée avec un industriel suisse, dans les années 1970, elle vit à Rome. Elle a une fille, Marie-Emmanuelle.