Przebywała krótko w Lubelskiem; następnie znalazła się w Klarysewie-Janówku. Wróciła do Warszawy i zamieszkała u dr Miłodroskiej przy ul. Filtrowej. Rozpoczęła służbę rozpoznawczą w NSZ przeciw ekspozyturze sowieckiej. Jej mąż miał zostać wysłany do Anglii jako przedstawiciel TNRP. Zaproponował, że zabierze ze sobą swoją żonę, jednak dowództwo uznało ten pomysł za niewłaściwy i podjęło decyzję o wysłaniu Ireny wraz z Tadeuszem Salskim (ps. "Jan"). Dziewięć dni przed wyjazdem, wieczorem w dniu 4 października 1943 poprzez rozmowę telefoniczną została wezwana w ważnej sprawie. Irena, podejrzewająca prowokację, udała się jednak w określone przez rozmówcę miejsce, gdyż wezwanie to uznała za zbyt istotne. W razie gdyby nie powróciła do godz. 22, poprosiła dr Miłodroską, aby powiadomiła określony punkt kontaktowy.
Śmierć i pochówek Irena Iłłakowicz została zamordowana w nieznanych okolicznościach. Mąż Jerzy rozpoczął poszukiwania i odnalazł ciało Ireny w kostnicy przy szpitalu przy ul. Oczki (które zostało znalezione na Polu Mokotowskim).