Irêneo foi martirizado no século IV, sob a perseguição sangrenta e implacável do imperador Diocleciano. Era bispo de Sírmium, na Panônia. Atualmente Mitrovica, na Hungria. Não há muitos dados sobre sua vida, até ser condenado por ser cristão e levado à presença do governador da Hungria, Probo. Fora casado, mas ao assumir o sacerdócio se tornou celibatário, como era necessário naqueles tempos.
Além destas informações, temos sobre ele o relato do processo e do seu julgamento. Probo, o próprio governador que o interrogou, não se conformava com o fato de o bispo não exprimir vontade alguma de salvar sua vida, sacrificando aos deuses pagãos, como dizia o decreto do imperador romano. Assim, fez de tudo para que ele mudasse de idéia. Depois que Irêneo se recusou ao sacrifício ordenado, foi amarrado a um cavalete e torturado. Como nem ao menos reclamasse, Probo mandou buscar todos os membros de sua família. Vieram mãe, esposa e filhos e todos passaram a chorar por ele, ao redor do instrumento de tortura, pedindo que ele abrisse mão de sua condição de cristão. Igualmente, de nada adiantou. Não renegou a fé em Cristo.
Irêneo foi levado então de volta ao cárcere, onde durante dias permaneceu sendo espancado continuamente. Mais uma vez levado à presença do governador, o bispo novamente se negou a obedecer às ordens do imperador. Probo mandou então que ele fosse jogado no rio. Só então o bispo Irêneo reclamou: não admitia que tivessem dó dele por ser cristão, já que não tiveram do Cristo. Exigia ser passado a fio de espada. Irado com a insolência do religioso, Probo mandou então que fosse decapitado. Era o dia 25 de março de 304.
A Igreja celebra a festa litúrgica de Irêneo de Sírmium, no dia de sua morte.