Irene Valli è interpretata da Francesca Inaudi.
Profilo
Irene Valli entra al X Tuscolano e subito si fa notare come una poliziotta dal carattere particolare che arriva in ritardo ogni mattina, tanto che il commissario Ardenzi decide di attaccare in bacheca una regola che punisce il ritardo di ogni poliziotto. Diventa amica di Mauro Belli, anche se spesso litigano. Irene rimane profondamente addolorata quando Mauro resta ucciso in un conflitto a fuoco.
Al X Tuscolano Irene conosce l'ispettore Alessandro Berti, il quale dopo essersi lasciato con la fidanzata Letizia, inizia a corteggiarla.
Irene propone ad Alessandro di vivere insieme a lei ed al nipote Stefano, affidatole dopo che la sorella Valeria viene mandata in un centro di disintossicazione. I due provano a convivere ma una sera, Irene trova un SMS di un collega di Alessandro che lo invita a cena. I due inizialmente litigano, ma al termine della stagione si riappacificano. Alessandro compra l'anello per chiedere ad Irene di sposarlo, ma sfortunatamente non porterà a termine l'impegno.
La morte
Dopo aver notato una rapina in una banca, Irene sorprende uno dei rapinatori, che si rivela essere Marco Argenti, il fratello dell'ispettore Elena Argenti, collega e amica di Irene, che fa il palo in auto e gli intima di scendere. Gli altri due rapinatori, usciti fuori dopo la rapina, ordinano a Marco di sparare e lui obbedisce,ferendo all'addome l'agente. Irene resta in fin di vita a lungo, prima dell'arrivo dei soccorsi. Operata d'urgenza, sembra riprendersi, ma durante la notte sorgono alcune complicazioni e Irene muore. A causa dell'accaduto, Marco Argenti avrà enormi sensi di colpa e diventerà una pedina scomoda per i suoi complici, che lo uccidono davanti a Elena. In seguito sarà appurato che ad aver ucciso Irene è stato Valerio Flaviano, che aveva sparato assieme a Marco (il quale non aveva colpito Irene bensì un albero che le stava accanto). Lo stesso Valerio morirà al termine della stagione, ucciso da Alessandro Berti.