Народилася 18 квітня 1966 року в Херсоні.
У 1983 році закінчила херсонську школу №31 з золотою медаллю. У цьому ж році вступила до Херсонського державного педагогічного інституту ім. Крупської (ХДПІ, зараз – Херсонський Державний Університет) на філологічний факультет. Протягом навчання була членкінею комітету комсомолу інституту.
У 1987 році закінчила інститут, отримавши спеціальність вчительки російської мови й літератури.
Протягом1987-1988 р. працювала вчителькою російської мови й літератури середньої школи № 36.
У 1988 році була обрана секретаркою комсомольського бюро філологічного факультету інституту. Протягом цього періоду працювала викладачкою кафедри сучасної російської мови за сумісництвом.
З 1990 року працювала викладачем кафедри російського мовознавства.
З 1991 року працювала художнім керівником студентського клубу при профкомі студентів Херсонського державного педагогічного інституту імені Крупської.
У 1993 році обіймала посаду директора студентського клубу профкому студентів.
У 1994 році прийнята на посаду методиста по педагогічному і національному вихованню ліцею при ХДПІ.
У 1995 році призначена на посаду заступника директора ліцею при ХДПІ з виховної роботи.
У 1996 році отримала диплом про перепідготовку в Херсонському державному педагогічному інституті імені Крупської, спеціальність – молодша спеціалістка –юристка.
У 1997 році переведена на посаду організаторки позакласної роботи – завідувачки відділом виховної роботи ліцею при ХДПІ.
З 1999 року працювала на посаді заступниці директора ліцею при ХДПІ з виховної роботи.
З 2004 року працювала в ХДУ викладачкою кафедри історії світової літератури та культури за сумісництвом.
У 2004 році отримала другу вищу освіту в Херсонському державному університеті, спеціальність – юристка (бакалавр)
У 2004 році захистила кандидатську дисертацію і отримала науковий ступень кандидатки філологічних наук.
У 2009 році отримала вчене звання доцентки.
У 2011 році, як вона стверджує, отримала «міжнародний сертифікат доктора наук». Але відомостей про захист Томіліною докторської дисертації та здобуття відповідного українського вченого ступеня немає.
З 1 червня 2012 по 30 червня 2015 працювала директоркою Херсонського Академічного ліцею імені О.В.Мішукова при ХДУ.
Протягом 2014-2015 років навчалася у Херсонському державному університеті на спеціальності «Соціальна робота». Отримала ступінь бакалавра. Продовжила навчання з метою отримання ОКР «спеціаліст» в Херсонському державному університеті.
У 2015 році в херсонських ЗМІ були оприлюднені публікацій і коментарі Тетяни Томіліної в соцмережах, з яких з’ясувалося, що вона має проросійські погляди, підтримала окупацію Криму і Донбасу. Це спричинило скандал, через який Томіліна була змушена піти з посади директорки Херсонського Академічного ліцею ім. Мішукова при Херсонському держуніверситеті.
З 20 липня 2015 перебувала в статусі безробітної. У тому ж році балотувалася на виборах мера Херсона як самовисуванка. Не пройшла далі першого туру, під час якого набрала 944 голоси.
У жовтні 2015 року під час агітаційного виступу на місцевому телеканалі «Скіфія» оприлюднила фейк російської пропаганди про американські біолабораторії в Херсоні.
З листопада 2015 року Тетяна Томіліна фігурувала в засновниках херсонської громадської організації «Громадська безпека та розвиток». Ще одним засновником був Олександр Гуляєв, відомий херсонський проросійський діяч, який у 2014 році представляв неіснуючу «Херсонську народну республіку» на проведеній в окупованому Криму конференції «Росія, Україна, Новоросія: глобальні проблеми та виклики», в якій також брали участь радник Путіна Сергій Глазьєв, а також терористи «Л/ДНР» Ігор Гіркін (Стрелков), Олексій Мозговий, Олександр Бородай та інші одіозні особи.
Під час російської окупації Херсона Тетяна Томіліна пішла на співпрацю з загарбниками.
У червні 2022 року Тетяна Томіліна разом з іншою херсонською колаборанткою Тетяною Кузьміч у супроводі озброєних російських військових вдердися у будівлю державного університету. Тоді ж Томіліна проголосила себе «ректоркою» Херсонського державного університету.
У липні 2022 року в інтерв’ю російським пропагандистам Томіліна розповсюджувала неправдиві відомості про нібито вже проведену «російську реєстрацію» університету.
У вересні 2022 року поліція повідомила Тетяні Томіліній про підозру в колабораціонізмі.
12 вересня було скоєно замах на призначену Росією «ректорку» Херсонського державного університету Тетяну Томіліну. За даними російських державних агентств, у під’їзді будинку, де мешкає Томіліна, спрацював саморобний вибуховий пристрій. Внаслідок вибуху Томіліна отримала поранення, її охоронець загинув. Томіліну відправили на лікування в окупований Крим.
У червні 2023 року СБУ завершила розслідування по справі Тетяни Томіліної.
У червні 2023 року стало відомо про те, що Тетяна Томіліна братиме участь в так званому попередньому голосуванні, влаштованому партією «Єдина Росія».
У 2023 році Тетяна Томіліна за даними ЦВК РФ балотувалась на псевдовиборах від партії «Єдина Росія» на Херсонщині.
У вересні 2023 року за результатами проведених на окупованій частині Херсонської області російських псевдовиборів Тетяна Томіліна стала депутаткою створеної російськими окупантами Херсонської обласної думи.
У 2023 році, 20 вересня, на першому засіданні окупаційної Херсонської обласної думи Тетяну Томіліну обрали «спікеркою».
У листопаді 2023 року стало відомо, що Тетяна Томіліна залишила посаду «ректорки» створеного російськими окупантами фейкового Херсонського державного університету.
