İrem Altuğ ilkokuldayken bir derginin düzenlediği çocuklar güzellik yarışmasında 7-12 yaş grubu birincisi seçilmiştir. Daha sonra bir ajans onun adını tescil ettirdi ve çocukluğu boyunca 40'a yakın reklam filminde rol aldı. Mimar Sinan Üniversitesi tiyatro bölümünden ayrılarak yurtdışında oyunculuk eğitimi almaya karar verdi. San Francisco Eyalet Üniversitesi'nde aynı bölümden mezun oldu. Amerika'da geçirdiği beş yıl boyunca 20 kısa film ve 3 bağımsız uzun metraj filmde çalıştı.Daha sonra Türkiye'ye dönerek Eşler Koğuşu, Eve Giden Yol filmlerinde ve Ihlamurlar Altında Şeytan Ayrıntıda Gizli dizilerinde rol aldı.
1988 yılında ilkokuldayken “TV’de 7 Gün” dergisinin düzenlediği reklam yıldızı yarışmasında 7-12 yaş grubu içinde birinci oldu. Bir ajansa kaydını yaptırdılar, daha sonra çocukluk dönemi boyunca 1988 yılından 1998 yılına kadar (Tan Gazetesi, Topik Şeker, Türk Ticaret Bankası, Rama Margarin, Sana Margarin, TAT Salça, Hürriyet Gazetesi, Sabah Gazetesi, Gumby Sakız, Anadolu Sigorta, Poloroid, Sümerbank, Şişecam, İpana, Ülker Pay Kek, Ülker Bisküvi, Sacha Çanta, Printemps) gibi firmaların 40’a yakın reklam filminde oynadı.
Reklamlarla kamera ile tanışan İrem Altuğ, oyunculuk konusunda eğitim alması amacıyla Beyazıt İl Halk Eğitim Kütüphanesi tarafından organize edilen “İstanbul Kültür Oyuncuları”çocuk oyuncu topluluğuna katıldı ve sene boyunca Adnan Tonel, Gökhan İçöz, Ahmet Yirmibeş ve Ayla Algan gibi hocalardan oyunculuk eğitimi aldı.
Aynı çatı altında her yıl düzenlenen Şehir Tiyatroları Çocuk Şenlikleri’nde “Yanlışlıklar”, “Yedi Renkli Okul”, “Pinokyo”, “Vitamin”, “Oyuncağım Sevgi Olsun” isimli oyunlarda oynadı. 1994 yılında Gülriz Sururi Tiyatrosu’nda “Küçük Prens” adlı oyunda yer aldı.
1989 yılında Halit Refiğ‘in yönetmenliğini üstlendiği “Karılar Koğuşu” filminde çocuk oyuncu olarak Kadir İnanır ve Hülya Koçyiğit gibi sinema oyuncularıyla aynı sahneyi paylaştı. Aynı yıl Sami Akın‘ın yönettiği “Zirvenin Bedeli” adlı sinema filminde Selin Dilmen‘in küçüklüğünü canlandırdı. 1992 yılında, yönetmenliğini Hülya Alp’in üstlendiği “Bir Yılbaşı Düşü” isimli televizyon filminde yer aldı.