Она появилась на свет 27 июня 1934 года в Сталино — нынешнем Донецке. Её отец был шахтёром и однажды взял дочку в собой на работу — спуск в подземелье навсегда остался в памяти Инны как одно из самых страшных воспоминаний. Впоследствии семья перебралась в Краснодон, а отец будущей актрисы получил повышение и дорос до заместителя министра угольной промышленности.
Инна росла талантливой и смышлёной девочкой. Природа наградила её выразительным голосом — школьницей её постоянно приглашали читать стихи на концертах и городских мероприятиях. В старших классах Выходцева начала посещать театральный кружок и вскоре уже участвовала во всех постановках — даже играла принца в «Золушке».
Школу девушка окончила с серебряной медалью и без особых раздумий отправилась в Москву покорять театральные вузы. Её выбор пал на ВГИК — с первой же попытки Инна смогла покорить приёмную комиссию монологом Катюши Масловой и оказалась в числе студентов, попавших в мастерскую народного артиста Юрия Райзмана. После выпуска её приняли в труппу Театра Киноактёра, где Инна Выходцева числилась почти 70 лет — вплоть до своей смерти.
Её дебют на экране состоялся в военной ленте «Балтийская слава», где молодая актриса предстала в образе сотрудницы типографии. Следом вышли картины «Летят журавли», «Тихий Дон», «Лавина с гор», в которых Выходцевой достались небольшие эпизоды. Свою первую главную роль она исполнила в киноповести «Юность наших отцов» — сыграла медсестру Варю.
Инна Выходцева снималась много, но в основном оставалась на вторых ролях. Актрисы сыграла сотрудницу статистического учреждения в «Служебном романе», жену капитана в «Пять вечеров», режиссёра телевидения в «Москва слезам не верит». В начале нового тысячелетия Выходцева промелькнула в нескольких популярных сериалах — «Марш Турецкого»,«Каменская», «Ландыш серебристый». Последнее появление актрисы на экране состоялось в 2017 году — она сыграла вахтёршу в мелодраме «Сын». Долгие годы Инна Выходцева занималась озвучиванием иностранных картин — её голосом говорила Софи Лорен в фильме «Любовь под вязами», Стефания Сандрелли в «Они шли за солдатами», Клаудиа Кардинале в «Красной палатке».
Своего главного мужчину Инна Выходцева повстречала в стенах ВГИКа. С молодым актёром Львом Поляковым они случайно столкнулись на лестнице и с тех пор больше не расставались. Поговаривали, что на Полякова положила глаз Людмила Гурченко, но актёр на чары не поддался. Хотя в их браке с Инной Выходцевой не всё было идеально. Как-то раз Поляков всё же позволил себе интрижку на стороне с актрисой Инной Кмит, но жена смогла простить — а вскоре сама закрутила роман со Всеволодом Сафоновым. Тем не менее, супруги сделали выбор в пользу сохранения семьи и были вместе до конца.
В браке на свет появился единственный сын Никита. С детства он обладал склонностью к изучению языков, а впоследствии окончил лингвистический университет и работал переводчиком в разных странах. Во время командировки в Доминикану 38-летний Никита оказался в эпицентре цунами и пропал без вести. Родители обращались в Красный Крест и МИД, но найти сына так и не удалось. Тогда убитая горем Инна Выходцева пошла к гадалке, которая подтвердила самые страшные догадки — Никиты уже не в живых.
Через три года после трагедии от инсульта скончался муж актрисы Лев Поляков. Инна Выходцева осталась одна в своей двухкомнатной московской квартире, но старалась не терять связи с реальностью — следила за внешностью, посещала салоны красоты, общалась с коллегами и была частой гостьей на телешоу. В 2022 году актрису неожиданно госпитализировали с отравлением медицинскими препаратами. Поговаривали, что Выходцева хотела свести счёты с жизнью, однако были и другие версии. В последние годы за Инной ухаживал племянник Евгений, на которого актриса переписала своё московское жильё. Именно он забрал тётю из больницы после отравления, а вскоре Выходцева оказалась в Доме ветеранов сцены.
Навещавшим её коллегам Инна Выходцева жаловалась, что у неё больше нет дома, она очень одинока и жить ей незачем. В пансионате актриса провела два года, здесь же отметила своё 90-летие. На пороге нового 2025 года Инну Выходцеву сразил инсульт. О церемонии прощания с заслуженной артисткой пресса молчала, а место её упокоения до сих пор неизвестно общественности.