Az iskolapadból került az Országos Színészegyesület iskolájába. Diplomáját 1931-ben kapta meg. 1931 és 1935 között a Vígszínház művésze volt. Főként modern tárgyú színművekben, filmvígjátékok főszereplőjeként aratott sikert, többek között Jávor Pál, Ráday Imre és Kabos Gyula partnereként. A harmincas évek derűs, könnyed filmjeinek kedvelt fiatal hősnője volt. Igényesebb feladatot a Két fogoly-ban kapott, ahol Bajor Gizi mellett ő személyesítette meg Zilahy Lajos világháborús történetének másik vezető nőalakját. 1933-ban feleségül ment Székely Istvánhoz, aki legtöbb filmjének a rendezője volt. A házaspár 1938-ban Székely zsidó származása miatt az USA-ba emigrált. 1950-ben, egy filmforgatáson Ágay Irén rosszul lett. Csak 38 éves volt, amikor meghalt hipertónia következtében.