Отец Николай Семёнович Билык был инженером на авиазаводе. Мать Анна Яковлевна Билык работала инженером на авиазаводе, работает шеф-поваром на телеканале «Интер». Брат Сергей Николаевич Билык (род. 1979) окончил факультет социологии и права.[ В пятилетнем возрасте начала заниматься танцами. В шесть стала солисткой детского ансамбля «Солнышко».
В 1989 году приняла участие в фестивале «Червона рута». Год спустя с музыкантами группы «Аякс» Юрием Никитиным, Георгием Учайкиным и Жаном Болотовым принимает участие в создании группы «Цей дощ надовго». В 1991 группа начинает сотрудничество с творческим агентством «Ростислав-Шоу».
В 1992 принимала участие в фестивале «Славянский базар» и стала лауреатом международного фестиваля «Песенный Вернисаж. Новая украинская волна». Состоялись съёмки профессионального видео на песню «Лише твоя». В 1993 году окончила Государственное музыкальное училище им. Глиера (эстрадно-вокальное отделение). С группой «Цей дощ надовго» приняла участие в фестивале «Мария» (Трускавец) и первом международном фестивале «Славянский базар» (Витебск).
В 1994 состоялся дебют в качестве ведущей новогоднего телешоу «Ночь Новогодняя» на государственном канале УТ-1. В 1995 году Билык отправляется в концертный тур «Нова», в рамках которого состоялось первое большое сольное шоу в Национальном дворце «Украина». Некоторые эксперты даже называют тот тур первым в истории украинской популярной музыки. В 1996 участвовала в фестивале «Таврийские Игры» и получила награду «Золотая Жар-Птица» в номинациях Певица года и Песня года (хит «Так просто»). Ирине присвоено звание Заслуженной артистки Украины
В 1997 певица завоевала гран-при фестиваля «Парад хит-парадов». Композицию «Так просто» признана лучшей песней ушедшего года. Получает «Золотую Жар-птицу» в номинациях Певица года и Альбом года («Так просто»).
В 1998 году Билык снова удостоена награды «Золотая Жар-птица» в номинациях Певица года и Альбом года («Фарби»). Год спустя на церемонии вручения наград «NOVA records awards» побеждает в трёх номинациях — Лучшая певица, Лучший альбом («Фарби»), Лучший видеоклип («А я пливу»). Тогда же становится «лицом» торговых марок и компаний: «Dirol лесная ягода», «Peugeot 206», «Idea Studio» (Италия).
В 2000 году выходит поп-роковый альбом «ОМА», из него в качестве синглов были выпущены песни «Вибачай», «Вітер», «Без Назви». В августе 2002 участвовала в фестивале «Yach Film» (Польша), награждена «Почесний Ях» в номинации «Открытие года».
В июне 2004 года вышел первый альбом на русском языке «Любовь. Яд». За первые 10 дней продаж альбом стал платиновым — реализация превысила более 100 тысяч копий. Весной 2005 года Билык отправилась во всеукраинский тур с новым альбомом. В мае 2005 года Ирина Билык выступила на молодежном фестивале «Таврийские игры». 14 августа 2008 года в День Независимости Украины Президент Украины присвоил Ирине Билык звание народной артистки Украины.
В 2006 — победа на «Showbiz AWARD» в номинации лучшая певица. В 2007 участвовала в проекте «Танцы со звёздами — 2» на телеканале «1+1»; в 2009 — в проекте «Народная звезда» на телеканале «Украина»; в 2010 — в проекте «Зірка+Зірка» на телеканале «1+1».
В 2011 — член жюри проекта «Фабрика зірок-4» на телеканале «Новый канал». В том же году — победа на премии YUNA в номинации «Лучшая певица двадцатилетия». В январе 2013 года получила премию от «Дорожного радио» в России — признана «народной» артисткой России. В марте 2013 вместе с группой «TIK» Ирина Билык отправилась во всеукраинский тур «Лучшие украинские хиты». За месяц было дано 24 концерта, за что после окончания тура артисты попали в Книгу рекордов Украины с формулировкой — за наибольшее количество концертов.
В 2014 году выпустила новый альбом «Рассвет», выступила на фестивале «Новая Волна» с песней «Рассвет» и отправилась в тур «Краще» (Лучшее) в поддержку своего нового альбома. В мае 2015 года Ирина дала большой сольный концерт «О Любви» во дворце «Украина», на котором была представлена дуэтная версия песни «Одинокая» с альбома «Фарби» 1998 года, исполненная с Натальей Могилевской.
Весной 2015 года был выпущен клип на песню «Кричи» с альбома «Рассвет». Также Ирина приняла участие в концерте памяти Кузьмы Скрябина, исполнив их совместный хит «Мовчати» со Святославом Вакарчуком. Летом Билык дала ещё один большой концерт в Киеве, озаглавленный «Билык. Лето. Танцуем!», на котором можно было услышать хиты артистки в совершенно новом звучании, а также оригинальные номера — к примеру, во время исполнения песни «Я пливу» Ирина неожиданно поднялась в воздух. 25 сентября были выпущены песня и снятый на неё клип «Туфли», созданные ещё в 2006 году для не вышедшего альбома «Без грима».