İrem Altuğ, çocuk oyuncu olarak 7 yaşında TV reklamlarında ve filmlerde rol alarak başladı. İlk beyaz perde deneyimini merhum Halit Refiğ'in yönettiği Karılar Koğuşu (1990) filminde yaşadı. Hem İstanbul'da konservatuarda hem de San Francisco State Üniversitesi tiyatro bölümünde oyunculuk eğitimi aldı.Televizyon dizilerindeki performansları arasında Şeytan Ayrıntıda Gizlidir'de (2004) bir kriminolog (Zeynep), Ihlamurlar Altında'da (2005) bir dansöz (Feride), Vazgeç Gönlüm'de (2007) genç bir avukat (Bahar), Kayıp Aranıyor'da (2011) bir polis memuru (Asya), Ask Ekmek Hayaller'de bir ev hizmetçisi (Reyhan) ve Masum'da (2017) gizemli bir kadın (Ruya).Fenomen dizi Çukur'da (2016) Ayşe karakterini canlandırdı (2019). Nar (2011) filmindeki performansıyla en iyi kadın oyuncu ödülüne aday gösterildi. Oyunculuğun yanı sıra kısa öyküler, kısa ve uzun metrajlı film senaryoları yazıyor ve çevirmenlik yapıyor. Direk aşk (2011) yazdığı ve yapımcılığını üstlendiği ödüllü bir kısa filmdir. İyi derecede Türkçe ve İngilizce, orta derecede İspanyolca bilmektedir.