Under delar av den senaste istiden var innanhavet troligen en sötvattensjö. När isen drog sig tillbaka fick Irländska sjön kontakt med havet igen, och blev efter en tid åter salt.
Irländska sjön har blivit drabbad av omfattande föroreningar från kärnvapenproduktion som skett i Sellafield framförallt under 1940- och 1950-talen. Uppskattningsvis ska 250 kilogram plutonium ha sedimenterat på dess botten under de år produktionen pågick.