后来在伊琳娜女皇的父亲努力下，她有了掌握皇帝权力的机会。769年，时年17岁的伊琳娜女皇嫁给了比她大2岁的皇太子利奥四世，她成为了皇太子妃。775年，君士坦丁五世驾崩，利奥四世以皇太子身份继承帝位，成为伊苏里亚王朝第三代皇帝，伊琳娜女皇随之成为皇后。
利奥四世是个短命皇帝，他在位只有5年，就在公元780年驾崩，年仅9岁的皇太子继承帝位，即君士坦丁六世，28岁的伊琳娜女皇被尊为皇太后。由于君士坦丁六世继位的时候尚且年幼，因此伊琳娜女皇以皇太后身份暂时代理朝政，行使皇帝权力。
虽然伊琳娜女皇的身份是皇太后，实际上行使皇帝权力就跟皇帝无异，但她仍然不满足，心中在酝酿当上真正的皇帝。在此之前，欧洲从来没有过女皇帝，只有女国王。伊琳娜女皇之所以想当女皇帝，不仅是因为从小有强烈的权力欲望，还因为她读过中国历史，知道中国历史有个武则天。
伊琳娜女皇要当皇帝，但她名不正言不顺，拜占庭帝国的臣民不会服她，所以她在做皇太后期间，花费了大量时间和心思去收买人心，比如提高朝臣的待遇、时刻救济受苦的百姓、维护邻国的友好关系，等等。几年时间下来，伊琳娜女皇已经是一位在国内国外都受到尊敬和拥护的皇太后。
