Reklamlarla kamera ile tanışan İrem Altuğ, oyunculuk konusunda eğitim alması amacıyla Beyazıt İl Halk Eğitim Kütüphanesi tarafından organize edilen "İstanbul Kültür Oyuncuları"çocuk oyuncu topluluğuna katıldı ve sene boyunca Adnan Tonel, Gökhan İçöz, Ahmet Yirmibeş ve Ayla Algan gibi hocalardan oyunculuk eğitimi aldı.
Aynı çatı altında her yıl düzenlenen Şehir Tiyatroları Çocuk Şenlikleri'nde "Yanlışlıklar", "Yedi Renkli Okul", "Pinokyo", "Vitamin", "Oyuncağım Sevgi Olsun" isimli oyunlarda oynadı. 1994 yılında Gülriz Sururi Tiyatrosu'nda "Küçük Prens" adlı oyunda yer aldı.
1989 yılında Halit Refiğ'in yönetmenliğini üstlendiği "Karılar Koğuşu" filminde çocuk oyuncu olarak Kadir İnanır ve Hülya Koçyiğit gibi sinema oyuncularıyla aynı sahneyi paylaştı. Aynı yıl Sami Akın'ın yönettiği "Zirvenin Bedeli" adlı sinema filminde Selin Dilmen'in küçüklüğünü canlandırdı. 1992 yılında, yönetmenliğini Hülya Alp'in üstlendiği "Bir Yılbaşı Düşü" isimli televizyon filminde yer aldı.
1998 yılında Mimar Sinan Üniversitesi Konservatuarı'nı kazandı. İki sene boyunca Zeliha Berksoy, Müşfik Kenter, Cihan Ünal ve Murat Karasu gibi ustalardan ders aldı. Mimar Sinan Üniversitesi Tiyatro bölümünde okurken okuldan ayrılıp 2000 yılında Amerika'ya gitti ve San Francisco State University'de Tiyatro bölümünde okudu ve mezun oldu. Amerikada kaldığı 5 sene içerisinde filmlerde rol aldı. Bunların içinde Max Slomoff'un yönettigi, Ari Zagaris ve jennifer Siebel ile rolleri paylaştığı "Genereating Delusion", Luis Hernandez'in yazıp yönettiği korku filmi "Age Sex Location" ve Jonathan Flinker ve Noel Diaz'ın yönettikleri "Jinx" isimli bağımsız film oldu. 2004 yılında Dynamic Repertory Theatre topluluğuna katıldı, Jay Levin'in yazdığı "Eye" adlı oyunda yer aldı.
İrem Altuğ, Tiyatro eğitiminin yanı sıra Azeri dans hocası Kahraman Nesirov'dan üç sene boyunca dünya halk dansları, Amerikan Step dansı ve salon dansları eğitimi aldı.
Oyunculuğun yanısıra dans eğitimini de sürdüren Altuğ, San Fransisco'da kaldığı yıllarda Mary Sano Dance Studios ve Studio Danzhaus okullarında dans dersleri vererek çeşitli atölyeler düzenledi. Aynı zamanda San Francisco Gay Pride Parade, Women in The Arts, Capella Arts Center, Unauthorized Rolling Stones, Spasso, Black and White Ball, Boomish Dance Show, Thunder Valley Casino gibi etkinliklerde dans gösterilerinde yer alan Altuğ, Santana'nın "Why Dont You" ve "Nothing At All" ile The End grubunun "Her-Inamorata" müzik kliplerinde dans etti.
2004 yılında Ahmet Ümit'in aynı adlı kitabından uyarlanan, "Şeytan Ayrıntıda Gizlidir" isimli diziden aldığı teklif üzerine İstanbul'a geldi. TRT 1 için hazırlananCevdet Mercan'ın yönetmenliğini yaptığı polisiye dizide, komiser Zeynep karakteriyle Çetin Tekindor ve Nejat İşler ile başrolleri paylaştı. Diğer rollerdeMeral Çetinkaya, Fırat Tanış, ve Ali Sürmeli oynadı.
2006 yılında Aydın Bulut'un yönettiği "Ihlamurlar Altında" dizide son 40 bölümünde Feride karakterini oynadı. Baş rollerde Bülent İnal, Sinan Tuzcu,Tuba Büyüküstün, Özge Borak, Billur Kalkavan, Nur Sürer oynadı.
Aynı yıl 2006 yılında "Eve Giden Yol 1914" adlı sinema dönem filminde Metin Akpınar'ın oynadığı Reşat Ağa karakterinin genç ve hırslı karısı İffet rolüyle ikinci kez beyaz perdede boy gösterdi.
2007 yılında "Vazgeç Gönlüm" adlı dizide Murat Han, Bulut Aras, Çiğdem Batur ile başrolde oynadı.
2008 yılında Sulhi Dölek'in aynı adlı romanından uyarlanan, Mazhar Alansonve Güven Kıraç'ın başrollerini paylaştığı "Kirpi" isimli komedi filminde Çiğdem karakterini canlandırdı.
2009 yılında ARD Alman kanalı için çekilen, Michael Kreindl'in yönettiği, Türk Alman ortak yapımı olan "Mordkommission Istanbul" (Boğaziçi'nde Cinayet) isimli televizyon filminde Saime Soydan karakterini oynadı. Aynı yıl çekimleri tamamlanan, Ertekin Akpınar'ın yazıp yönettiği, gerçek bir hikayeden uyarlanan başrollerini Cem Davran, Hakan Gerçek ve Bülent Şakrak ile paylaştığı "Melekler ve Kumarbazlar" sinema filminde ise Zeynep karakterini canlandırdı.
2011 yılında "Kayıp Aranıyor" adlı bir polisiye dizide başrolleri Levent Üzümcüile paylaştı. Aynı yıl "Nar" isimli sinema filminde; Serra Yılmaz, Erdem Akakçe veİdil Fırat ile rolleri paylaştı.
2011 yılında "Direk Aşk" adlı kısa filmin senaryosunu yazdı yönetmen Ertuğ Tüfekçioğlu ile birlikte "Direk Aşk" filminin yapımcılığını üstlendi ve başrolünde kendisi oynadı. Bu komik kısa film ile Cannes Film Festivali kapsamında düzenlenen " Short Film Corner" a katıldı. Brooklyn International Film Festivali'nde ve Indianapolis International Film Festivali'nde yarışan "Direk Aşk" Indianapolis Film Festivali'nden dünya sinemasında 2011 yılının "En İyi Kısa Film Ödülü"nü getirdi.
2014 yılında "Yola Çıkmak" adlı sinema filminde oynadı. Ve 2014 yılında Yönetmenliğini Abdullah Oğuz'un yaptığı "Aşk Ekmek Hayaller" adlı dizideMüjde Ar, Sinan Tuzcu, Berna Laçin, Burak Hakkı, Furkan Andıç ile birlikte rol aldı.
Filmleri ve Dizileri :
2014 - Yola Çıkmak (Sinema Filmi)
2014 - Aşk Ekmek Hayaller (Reyhan) (TV Dizisi)
2011 - Nar (Sinema Filmi)
2011 - Kayıp Aranıyor (Asya) (TV Dizisi)
2011 - Direk Aşk (Serap) (Kısa Film)
2009 - Mordkommission Istanbul (Boğaziçi'nde Cinayet) (Saime Soydan)(TV Filmi)
2009 - Melekler ve Kumarbazlar (Zeynep) (Sinema Filmi)
2008 - Kirpi (Çiğdem) (Sinema Filmi)
2007 - Vazgeç Gönlüm (Bahar) (TV Dizisi)
2006 - Eve Giden Yol 1914 (İffet) (Sinema Filmi)
2005 - Ihlamurlar Altında (Feride) (TV Dizisi)
2004 - Şeytan Ayrıntıda Gizlidir (Zeynep) (TV Dizisi)
1992 - Bir Yılbaşı Düşü (tv.filmi)
1989 - Zirvenin Bedeli (Sinema Filmi)
1989 - Karılar Koğuşu (Selime) (Sinema Filmi)