En 1967, elle épouse Janusz Szewińsk et participe aux Jeux en 1968 à Mexico sous le nom d'Irena Szewińska. Elle ne parvient pas à se qualifier pour la finale du saut en longueur et ne décroche que le bronze dans le 100m. Elle revient ensuite sur le devant de la scène et remporte la médaille d'or dans le 200m en battant le record du monde. Après s'être adjugé une autre médaille de bronze dans le 200m aux Jeux en 1972 à Munich, Irena se met au 400m en 1973 et, l'année suivante, elle devient la première femme à descendre sous la barre des 50 secondes.
Aux Jeux en 1976, elle s'impose au 400m en établissant un nouveau record du monde, ce qui porte à sept le nombre total de médailles gagnées dans cinq épreuves différentes. Entre 1974 et 1978, elle remporte 34 finales consécutives dans le 400m. En 1980, elle prend part aux Jeux Olympiques à Moscou, mais se déchire un muscle dans la demi-finale du 400m et est éliminée. Irena Szewińska est nommée membre du Comité International Olympique en 1998.