Diplômée de médecine en 1988, elle se spécialise en pneumologie à l’hôpital Antoine-Bécière à Clamart. Elle s’installe à Brest en 1996 et commence à exercer au CHU.
En 2007, après avoir constaté des cas récurrents d’affection cardiaque chez des patients traités par le Mediator, elle commence à étudier les liens entre la molécule et les pathologies. Les résultats confirment sa crainte mais tardent à être rendus publics. Le médicament sera retiré des pharmacies en 2009. L’année suivante, elle publie l’ouvrage Médiator 150 mg : combien de morts ?.
L’association Anticor lui décerne le prix Éthique catégorie Lanceur d’alerte citoyen, lors des prix Éthiques et casseroles 2011.
En mars 2021, alors que les laboratoires Servier sont reconnus coupables de tromperie aggravée et condamnés à verser à l'État une amende de 2,7 millions d'euros, Irène Frachon exprime sa déception. La punition n'est, selon elle, pas à la hauteur de la gravité du délit.
Son combat a été retracé dans trois œuvres présentées sur KuB : le film La fille de Brest (2016) d’Emmanuelle Bercot, la pièce Mon cœur (2017) de Pauline Bureau et enfin le documentaire réalisé par Anne Richard : Droit au cœur (2021).