Тем не менее, когда преподобные Платон и Феодор Студиты выступили против этого брака, Ирина, по словам Феофана, защищала их, «потому что они противились её сыну и срамили его». В сентябре 796 г. Ирина и Константин выехали на воды в Прусу. В это время Константину сообщили, что у него родился сын, и он спешно отбыл в столицу. Воспользовавшись его отсутствием, Ирина склонила на свою сторону командиров тагм и других сановников. В июле 797 г., когда Константин вернулся из неудачного похода против арабов, некие солдаты из тагм попытались его схватить. Тогда он переправился в Малую Азию, чтобы собрать фемные войска. Ирина, по утверждению Феофана, была очень напугана его намерениями и думала послать к нему епископов, чтобы получить гарантии неприкосновенности, а затем отойти от дел. Однако среди сопровождавших императора были люди Ирины, и она дала им знать, что выдаст их, если те не доставят Константина в столицу. 15 августа его переправили в Константинополь и заточили во дворце. Там 19 августа Константин был ослеплён очень жестоким образом, отчего вскоре умер. Началось единоличное правление Ирины, которая ввиду беспрецедентности ситуации стала титуловаться «император (мужской род) Ирина». Источники дают очень мало сведений о событиях 797–802 гг. Внешняя политика Ирины была, в основном, направлена на заключение мирных соглашений с франками и арабами, в чём императрица, по крайней мере, отчасти, преуспела. Однако Ирине пришлось примириться с коронацией Карла Великого императором в декабре 800 г. Сообщение Феофана о том, что Карл предлагал Ирине заключить брак и тем самым объединить Восточную и Западную империи, является предметом научной дискуссии. Посольство от Карла прибыло в Константинополь в 802 г., незадолго до свержения Ирины. Государственное управление в это время находилось в руках фаворитов Ирины евнухов Аэтия и возвращённого из ссылки Ставракия, которые постоянно враждовали между собой, стремясь к тому, чтобы после смерти Ирины престол достался родственникам. Не добившись своей цели путём придворных интриг, Ставракий стал готовить заговор, но Ирина и Аэтий воспрепятствовали его замыслам, и вскоре он умер. Аэтий, получив всю власть, восстановил против себя константинопольскую знать (в том числе и семейство Серандапихов), что предопределило падение Ирины. 31 октября 802 г. императором был провозглашён логофет геникона (министр финансов) Никифор I. Согласно Феофану, тот обещал Ирине оставить её во дворце Елевферия в обмен на выдачу всех царских сокровищ, однако слово не сдержал и сослал её вначале на остров Принкипо (Принцевы острова) в основанный ею монастырь, а затем на остров Лесбос, где Ирина и скончалась 9 августа 803 г. Сообщение о возможности такой сделки выглядит для исследователей весьма сомнительным, в особенности если учесть крайнюю тенденциозность хрониста по отношению к Никифору. Финансовая политика Ирины характеризовалась существенными налоговыми послаблениями, особенно в пользу монастырей и богоугодных заведений, поэтому Никифору, чтобы пополнить казну, пришлось прибегнуть к жёсткому сбору недоимок.