Irwin sert dans la cavalerie sous le commandement du général John Pershing lors de l'expédition punitive contre Pancho Villa, au sein du 11e régiment de cavalerie en . Lors de l'engagement des États-Unis dans la Première Guerre mondiale, il est affecté au 80e régiment d'artillerie de campagne ; il est envoyé, en , à l'école d'artillerie de campagne de Fort Sill, où il suit une formation d'artillerie. Promu major dans l'artillerie à titre temporaire, la guerre s'achève avant qu'il n'ait l'occasion de servir à nouveau.
Convaincu par le conflit mondial et son expérience de la guerre de tranchées que l'âge de la cavalerie touche à son terme, Irwin est définitivement versé dans l'artillerie. Dans l'entre-deux-guerres, il reçoit successivement plusieurs affectations. De à , il est professeur de sciences et de tactiques militaires à l'université Yale. De à , il sert comme instructeur dans la garde nationale de l'Oklahoma. De à , il sert comme instructeur à l'école d'artillerie de campagne. De 1933 à 1936, il est affecté aux troupes de réserve. En , il passe une année à l'United States Army War College.
Irwin termine la guerre en prenant, au printemps , la relève de Manton S. Eddy comme commandant du 12e corps d'armée, un commandement qu'il conserve jusqu'en .
Après la guerre, Irwin retourne aux États-Unis et, en , est promu commandant du 5e corps d'armée ; en , il prend la tête de la division du Renseignement militaire puis achève sa carrière militaire comme commandant des forces américaines en Autriche de à . Il prend sa retraite en en raison de problèmes médicaux.
