Fille d'un riche banquier juif ukrainien, Leonid Borisovitch Némirovsky, elle est élevée par sa gouvernante française, qui fait du français sa deuxième langue maternelle, sa mère ne s'étant jamais intéressée à elle. Elle parle aussi le russe et l'anglais. En 1913, la famille obtient l'autorisation de s'installer à Saint-Pétersbourg, qui devient par la suite Petrograd. En janvier 1918, la famille d'Irène Némirovsky fuit la révolution et passe un an en Finlande. En juillet 1919, la famille arrive en France après un court séjour à Stockholm. Elle s'installe dans un quartier chic de Paris, rue de la Pompe dans le XVIe arrondissement. Une gouvernante anglaise est chargée de l'éducation d'Irène. Cette dernière passe le baccalauréat en 1919. Elle commence à écrire en français dès l'âge de 18 ans et, en août 1921, elle publie son premier texte, Nonoche chez l’extralucide, dans le bihebdomadaire Fantasio. En 1923, Némirovsky écrit sa première nouvelle l'Enfant génial (réédité sous le nom de Un enfant prodige en 1992), qui est publié en 1927. Elle reprend alors ses études et obtient en 1924 sa licence de lettres à la Sorbonne. En 1926, elle publie son premier roman, Le Malentendu.
En 1926, à la mairie du XVIe arrondissement, puis à la synagogue de la rue de Montevideo, Irène Némirovsky épouse Michel Epstein, un ingénieur russe émigré devenu banquier, avec lequel elle a deux filles : Denise, en 1929 et Élisabeth, en 1937. Le contrat de mariage élaboré lui permet de garder ses droits d'auteur lors de la publication de ses œuvres. La famille Epstein s'installe à Paris. Irène Némirovsky devient célèbre en 1929, dès la publication de son deuxième roman, David Golder. Son éditeur, Bernard Grasset, la projette aussitôt dans les salons et milieux littéraires français. Elle y rencontre notamment Paul Morand, qui publiera chez Gallimard quatre de ses nouvelles sous le titre de Films parlés. David Golder est adapté en 1930 au théâtre et au cinéma (David Golder est interprété par Harry