حسین خواجه‌امیری در ۱۱ دی ۱۳۱۱ در شهر خالدآباد نطنز از توابع استان اصفهان در خانواده‌ای هنرمند به‌دنیا آمد.
وی پس از پایان تحصیلات ابتدایی به تهران رفت و در یک مهمانی با حمید وفادار، برادر مجید وفادار آهنگساز بزرگ آشنا شد. وفادار که در آن مهمانی آواز تأثیرگذار ایرج را شنیده بود او را به استاد ابوالحسن صبا معرفی کرد. ایرج در سال ۱۳۲۶ به مکتب ابوالحسن صبا راه یافت و دو سال پیاپی در حضور او دانسته‌های خویش را تکمیل کرد و به وسیلهٔ وی به ابراهیم خان منصوری که مسئولیت سرپرستی رادیو ایران را برعهده داشت معرفی شد و چون مورد تأیید صبا بود از او آزمونی گرفته نشد. از این تاریخ به بعد همکاری ایرج با ارکستر ابراهیم خان منصوری شروع شد و برنامه‌های متعددی را اجرا کرد. وی پس از مدتی در سال ۱۳۲۹ در دانشکده افسری ارتش پذیرفته شد و در آنجا نیز شب‌های جمعه از ساعت ۷:۳۰ تا ۸ در برنامهٔ ارتش شرکت و با ارکستر محمدعلی بهارلو به اجرای برنامه می‌پرداخت.
ایرج که نام اصلی او حسین است در آن زمان به خاطر محدودیت‌های ارتش نمی‌توانست از اسم اصلی خود در اجرای برنامه‌های هنری موسیقی استفاده کند به همین دلیل نام مستعار ایرج، که نام برادرش بود را برای خود برگزید و در این سال‌ها یعنی از ۱۳۲۷ تا ۱۳۳۶ با ارکسترهای مختلف از جمله ارکسترهای استادان ابراهیم خان منصوری، عبدالله جهان‌پناه، محمدعلی بهارلو، نصرالله زرین‌پنجه، مهدی خالدی، جواد لشکری، بزرگ لشکری و… به اجرای برنامه پرداخت. موفقیت‌های ایرج ادامه داشت تا اینکه بالأخره در سال ۱۳۳۶ به دعوت داوود پیرنیا بنیان‌گذار برنامهٔ گل‌ها به این برنامهٔ مشهور راه یافت و در نخستین همکاری خود با این برنامه برگ سبز ۴۳ را در مایهٔ شور-ابوعطا و با همکاری علی تجویدی و فرهنگ شریف و امیر ناصر افتتاح خواند. از همان زمان همکاری وی با برنامه گل‌ها ادامه یافت.
ایرج علاوه بر اجرای برنامه‌های مختلف رادیویی به اجرای ترانه و آواز برای فیلم‌های فارسی همت گماشت و بازیگران زیادی از جمله محمدعلی فردین، منوچهر وثوق، رضا بیک‌ایمانوردی و… به لب‌خوانی ترانه‌های وی می‌پرداختند. نخستین فیلمی که ایرج در آن ترانه خواند، فیلم روزنهٔ امید به کارگردانی سردار ساگر و با ترانه‌های ساخته شده توسط جواد لشکری است.