Ее отец был радиодиктором, поэтом и писателем. Мать работала сначала литературным редактором, затем заведующей театра "Красный факел" в Новосибирске, куда семья Макаровых вскоре переехала. У Инны Владимировны была старшая сестра Нина, которая пошла по материнским стопам и тоже стала литературным редактором.
Инну же с детства манила сцена. Еще в четвертом классе она записалась в драматический кружок при новосибирском Доме художественного воспитания детей, где в годы Великой Отечественной войны преподавали признанные театральные мастера ТЮЗа и Филармонии, эвакуированные из Ленинграда. Здесь к девочке пришел первый успех. 15-летняя Макарова вместе с труппой драмкружка ездила по госпиталям и выступала перед ранеными.
Летом 1943 года Инна Владимировна поступила во Всесоюзный государственный институт кинематографии (ВГИК). Она училась в мастерской Сергея Герасимова и Тамары Макаровой. Герасимов в тот год набрал на свой курс 50 человек, но к моменту выпуска осталось 13 лучших студентов - среди них была и Макарова. Кстати, во ВГИКе, еще во время учебы, актриса познакомилась с первым мужем - Сергеем Бондарчуком. Будущий знаменитый режиссер пришел на курс к Герасимову после фронта.
Свою первую большую роль в кино Инна Владимировна фактически получила на экзамене: она играла Кармен в одноименной пьесе, поставленной Татьяной Лиозновой. Молодую актрису в той постановке заметил писатель Александр Фадеев: "Я не знаю какая была Кармен, но что это Любка Шевцова, я вас уверяю". Так Макарова попала в фильм "Молодая гвардия" (1948). Легендарный роман Фадеева как раз экранизировал Сергей Герасимов и привлек к съемкам своих студентов. За работу над картиной Инна Владимировна, вместе с режиссером, оператором и группой других артистов, была удостоена в 1949 году Сталинской премии I степени.
После окончания вуза Макаровой предлагали работу во МХАТе, но она выбрала кинематограф. Актрису зачислили в труппу Театра-студии киноактера.
В 1951 году Сергей Герасимов пригласил Макарову в свою новую картину "Сельский врач". Затем были роли в драме "Возвращение Василия Бортникова" (1953) Всеволода Пудовкина и криминальной драме Иосифа Хейфица "Дело Румянцева" (1955). Но настоящей звездой отечественного кино Инна Владимировна стала после роли сварщицы Кати в мелодраме Александра Зархи "Высота" (1957). Фильм был с восторгом встречен и в Советском Союзе, и за рубежом. Картина получила "Хрустальный глобус" - главную премию Х Международного фестиваля в Карловых Варах.
Основная часть съемок "Высоты" проходила в Днепродзержинске (Каменское). Съемочная группа работала на территории металлургического завода им. Дзержинского, где как раз проходило строительство доменной печи. Декорациями к картине стали реальные металлоконструкции и строительные леса, а в массовке участвовали настоящие строители и монтажники с этого объекта. Макарова и ее партнер Николай Рыбников отказались от дублеров и сами работали на всех лестницах и мостках.
Сразу после "Высоты" актриса снялась у Хейфица в мелодраме "Дорогой мой человек" (1958). Причем сценарий к этому фильму писатель Юрий Герман создал специально для Инны Макаровой и Алексея Баталова. Актеры были утверждены без проб.
С годами актерское мастерство Инны Владимировны неуклонно росло. Росло и количество ее киноработ. В 1960-х Макарова снялась в "Девчатах" (1961), "Женитьбе Бальзаминова" (1964), "Преступлении и наказании" (1969). Ее, уже известную актрису, пригласил в свой первый фильм "Женщины" (1966) начинающий режиссер Павел Любимов. Он не был уверен, что Инна Владимировна согласиться, но она прямо загорелась ролью Дуси и приехала на пробы с реквизитом и несколькими костюмами, чтобы показать свою героиню в разных образах.
Также среди ярких работ актрисы мелодрама Николая Москаленко "Русское поле" (1971), мелодрама Николая Розанцева "Еще не вечер" (1974), киноальманах "Пошехонская старина" (1975) и драма Андрея Малюкова "Безответная любовь" (1979). В последнем фильме она выступила также и как соавтор сценария.
В 1971 году Инне Макаровой было присвоено звание народной артистки РСФСР, в 1985-м - звание народной артистки СССР. В конце 1980-х актриса в основном снималась в кинематографических произведениях дочери - режиссера Натальи Бондарчук: "Живая радуга" (1985), "Детство Бемби" (1985), "Юность Бемби" (1986) и "Пушкин. Последняя дуэль" (2006).
В 1998 году у Макаровой вышла автобиографическая книга под названием "Благодарение". В ней актриса рассказывала о своей жизни и о дорогих ей людях. "Я очень горжусь, что никогда не снималась в плохих фильмах", - признавалась она.
В последние годы Макарова мало снималась, ведь ролей "ее масштаба" актрисе не предлагали. В 2006 году вышел последний фильм с ее участием - документальная лента "Инна Макарова. Судьба человека".
Актрисы не стало 25 марта 2020 года. Похоронена Инна Владимировна в Москве на Троекуровском кладбище.