Irene Asanina var datter av Andronikos Asen og hans kone Tarchanaiotissa. Andronikos Asen var sønn av tsar Ivan Asen III av Bulgaria og Irene Palaiologina som var datter av den bysantinske keiser Mikael VIII Palaiologos. Hennes besteforeldre på morssiden var protostrator Michael Doukas Glabas Tarchaneiotes og hans kone Maria Dukaina Komnene Palaiologina Branaina. Etternavnene til hennes mormor indikerer at hun hadde slektstilhørighet til alle de fornemme aristokratdynastiene Dukas, Komnenos og Palaiologos som alle hadde produsert østromerske keisere. Branaina-navnet indikerer også tilhørighet til Branas-dynastiet som hadde fostret flere militære ledere.