Ирина је била ћерка византијског цара Михаила VIII Палеолога и његове супруге Теодоре Палеологине. Бојећи се наглог јачања Ивајла и ширења његовог устанка у Бугарској, Михаило је узео у заштиту Јована Асена III, потомка владајуће династије. Он је био син Мице Асена, цара кога је свргао Константин Тих. Михаило је Јована обдарио титулом деспота и оженио га је својом ћерком Ирином 1277. или 1278. године. Михаило је послао неколико одреда у Бугарску, са циљем да зета инсталира на престо. То је проузроковало савез између Ивајла и Марије Кантакузине, удовице Константина Тиха, која се преудала за устаника и тако му обезбедила признање власти од стране бољара 1278. године. Ивајло је потом убио Михаила Асена II, сина Константина Тиха. Михаилова војска опсела је Силистрију, као и бугарску престоницу Трново. Чувши гласине о наводној смрти Ивајла, племство је прихватило Јована за цара 1279. године. Ирина је тако постала бугарска царица.