Elle participe aux Championnats du monde en salle 2012 d'Istanbul où elle s'incline en demi-finale du 400 m dans le temps de 53 s 02. Fin mai, à Sotchi, Irina Davydova établit la meilleure performance mondiale de l'année sur 400 mètres haies en 53 s 87, améliorant de près d'une seconde et demie son record personnel. Figurant parmi les favorites au podium lors des Championnats d'Europe disputés fin juin à Helsinki, Irina Davydova remporte la médaille d'or du 400 m haies en 53 s 77, signant une nouvelle fois la meilleure performance mondiale de l'année. Elle devance la Tchèque Denisa Rosolová et l'ukrainienne Anna Yaroshchuk.