Costruita nel XX secolo su progetto di Antonio Guidi, la chiesa è sede della parrocchia omonima, istituita il 17 luglio 1954 con decreto del cardinale vicario Clemente Micara “Qua celeritate”. Dal 14 febbraio 2015 insiste su di essa l’omonimo il titolo cardinalizio di Sant’Ireneo a Centocelle. Cardinale reggente è Mons. Charles Maung Bo, S.D.B, primo vescovo birmano ad aver ricevuto la dignità cardinalizia.
A destra dell’entrata è collocato il battistero per immersione a forma ottagonale. A fianco è un quadro raffigurante il santo titolare della chiesa, opera di Mario Barberis (1955): in esso sono rappresentati i momenti essenziali della vita di Ireneo di Lione, la palma del martirio, ruderi romani rappresentanti del tempo antico, la difesa del papato e la basilica di San Pietro di Roma. Il quadro è posto sopra un altare in legno in stile neogotico, donato alla chiesa dal cardinale di Lione Pierre-Marie Gerlier.
Il 28 giugno 2011 al termine della Messa solenne si S. Ireneo sono state inaugurate sulle pareti ricurve dello spazio absidale una serie di icone rappresentative della vita di Gesù
