Доц. д-р Ирена Велчева е завършила Медицинска академия, София. Специалист по нервни болести.

От 1990 г. е доцент, ръководител на неврологично отделение, а от 2001 г. – на неврологична клиника в Университетската специализирана болница по неврология и психиатрия „Св. Наум“ ЕАД, София. В периода 1993–2001 г. е медицински директор на същата болница. От 2016 г. е началник на Клиника по нервни болести в „МБАЛ-Уни Хоспитал“.  Медицински експерт към МЗ и МОН. Дългогодишен национален консултант по нервни болести.  Автор и съавтор на над 200 научни публикации, 22 монографии и 15 учебника по нервни болести. Основните ѝ научни и професионални интереси са в областта на мозъчносъдовата болест – хемореологични промени и функционални невросонографски изследвания, заболявания на автономната нервна система, главоболие, епилепсия, заболявания на периферната нервна система. Ръководител на докторанти и специализанти по нервни болести.

Доц. Велчева е член на бордовете на национални и международни организации и фондации: European Society of Clinical Hemorheology and Microcirculation, International Danube Association for Neurology and Psychiatry, Фондация Балкански медицински съюз, Фондация Предпазване от мозъчни инсулти. Член е на ръководството на Научната група по автономна нервна система към European Academy of Neurology. Дългогодишен научен секретар на Българско дружество по неврология. Председател е на секция „Медицински науки“ към Съюза на учените в България. Представител е на България в Борда по неврология ня Съюза на Европейските медицински специалисти и в Световната федерация по неврология. Зам.-председател е на Българската асоциация по невросонология и мозъчна хемодинамика и на Българското дружество по биореология. Член е на редакционни колегии на български и международни научни медицински списания: Наука, Медицинска наука, Мозъчносъдови заболявания, Българска неврология, Невросонография и мозъчна хемодинамика – главен съредактор, Series on Biomechanics, Balkan Journal of Medicine, Medical Magazine. Носител на почетен знак „Български лекар”, „За принос в развитието на медицината”, „За принос към развитието на МБАЛ „Св. Наум”, „За принос към червенокръстката кауза”.