Татьяна Владимировна Космачева родилась 13 марта 1985 года в подмосковном городе Реутове.

В детстве посещала музыкальную школу по классу фортепиано, занималась хореографией и выступала на сцене детского музыкального театра.

Окончив школу с золотой медалью, Татьяна Космачева стала студенткой Московского государственного университета экономики, статистики и информатики (МЭСИ), но все свободное время проводила на репетициях Студенческого театра эстрадных миниатюр и Театра-студии «Голос» при МГТУ им. Баумана.

В 2002 году Татьяна Космачева дебютировала в кино, в картине «Отражение».

В 2005 году Татьяна Космачева поступила в Школу-студию МХАТ, на курс Константина Райкина.

В 2009 году актрису приняли в труппу Театра им. Маяковского, где она была задействована в постановках «Золотой ключик», «Рубеж», «Не все коту Масленица» и «Карамазовы». Режиссер Олег Глушков пригласил Татьяну Космачеву в свой пластический спектакль «The Rooms».

В 2010 году Татьяна снялась в фильме «Фобос. Клуб страха».

В 2011 году актриса получила роль в многосерийном проекте телеканала СТС «Закрытая школа», где исполнила роль старшеклассницы Вики, которая попала в элитную школу только благодаря собственным стараниям.