Ireneus werd geboren rond het jaar 130 in de stad Smyrna in Klein-Azië (tegenwoordig Izmir, West-Turkije). Waarschijnlijk was hij een leerling van Sint Polycarpus, die zelf weer leerling was geweest van de heilige Johannes, de apostel. Ten tijde van keizer Marcus Aurelius (161-180) ontving Ireneus de priesterwijding in de stad Lugdunum in Gallië (de huidige stad Lyon in Frankrijk) en werd er in 177/178 de tweede bisschop. Hij volgde Fotinus op, die kort daarvoor met 47 medechristenen onder heldhaftige omstandigheden de marteldood was gestorven.
Ireneus ijverde krachtig voor de kerstening van de Kelten in Zuid-Gallië. Daarnaast speelde hij een belangrijke rol bij de kwestie van de paasdatum, die erop uit dreigde te lopen, dat de christenen van Klein-Azië, waar hij zelf vandaan kwam, van de moederkerk dreigden losgescheurd te worden.
Hoezeer jodendom en christendom reeds tegen het eind van de tweede eeuw uit elkaar waren gegroeid, blijkt uit een brief van rond het jaar 190 van de hand van bisschop Polycratus van Efese, gericht aan paus Victor. Er is onrust gerezen over de berekening van de paasdatum. De christengemeenten van Asia vierden vanouds Pasen op de dag van het Joodse paasfeest, de veertiende dag van de maan, de dag waarop het Joodse paaslam moest worden geslacht: de zogeheten quartodecimaanse praktijk. Maar de rest van de toenmalige christenheid zei zich te baseren op een traditie die terugging op de apostelen zelf. Die hield in, dat het ongepast was, wanneer de grote vasten beëindigd zou worden op een gewone doordeweekse dag in plaats van een zondag, de dag waarop de Heer uit de dood was opgestaan. (Nog altijd heet de zondag in de Latijns sprekende landen 'Dag des Heren': Domenico, Domingo, Dimanche).
Mede door toedoen van de vredelievende bisschop Ireneus van Lyon zal paus Victor afzien van drastische maatregelen en zullen de kerken van Asia zich aansluiten bij de apostolische traditie.
Hij heeft een aantal theologische werken nagelaten, die van zulke grote waarde zijn, dat hij de eretitel heeft gekregen van 'vader van de katholieke dogmatiek' (geloofsleer). Zijn belangrijkste boek is het vijfdelige werk 'Adversus Hereticos' (Tegen de Ketters). Daarin zet hij uiteen, dat bij meningsverschil binnen de geloofsgemeenschap de traditie als bron en norm van geloof de doorslag geeft. Onder de traditie verstaat hij wat in de Kerk altijd van de ene op de andere geberatie is verkondigd. In deze uiteenzetting ruimt hij ook de eerste plaats in voor het gezag van de Kerk van Rome: "Elke kerkgemeenschap moet zich aansluiten bij de Kerk van Rome omwille van haar hogere gezag." Ireneus verkondigde bovendien dat het Oude Testament verstaan moet worden als Gods plan om de mensen voor te bereiden op het hoogtepunt van de heilsgeschiedenis: de komst van Jezus Christus.
Hij is het ook die bedacht heeft dat de vier diersymbolen uit het Oude Testament - de gevleugelde mens, de gevleugelde leeuw, het gevleugelde rund en de gevleugelde arend of adelaar - op de vier evangelisten toegepast kunnen worden. Zo werd Mattheus vereenzelvigd met de gevleugelde mens, Marcus met de gevleugelde leeuw, Lucas met het gevleugelde rund en Johannes met de gevleugelde arend of adelaar.
Hij zou de marteldood gestorven zijn ten tijde van keizer Septimius Severus (193-211), maar dat is historisch gesproken niet zeker. Sint Zacharias van Lyon (3e eeuw) volgde hem op. Met behulp van enkele medegelovigen die aan de vervolgingen ontkomen waren, begroef deze zijn voorganger Sint Irenaeus van Lyon met grote liefde en verzamelde de stoffelijke resten van de martelaren in een massagraf. De kerk die op deze plaats verrees werd toegewijd aan Ireneus. Ireneus is patroon van het bisdom Lyon.
Hij wordt afgebeeld met een zwaard (martelwerktuig) of met boek of boekrol (als grondlegger van de christelijke theologie).
