Татьяна Окуневская родилась в дворянской семье. В 1921 году Окуневская пошла в первый класс трудовой школы № 24. Через три года ее отчислили: в школе выяснили, что ее отец был белогвардейцем и воевал против красных во время гражданской войны. Родителям удалось пристроить Татьяну в другую школу, которую она закончила в возрасте семнадцати лет. После школы Татьяна Окуневская была принята курьером в Народный комиссариат просвещения. В вечернее время девушка посещала чертежные курсы, после которых поступила в Московский архитектурный институт.
Стать актрисой Окуневской помог случай: на улице к ней подошел ассистент режиссера и предложил прийти на кинопробы. Так как семья девушки нуждалась в деньгах, она решила откликнуться на предложение. Уже в 1931 году Татьяна Окуневская получила роль в фильме «Артисты варьете», на съемках которого познакомилась со своим будущим супругом – будущим режиссером Дмитрием Варламовым. Поженились молодые люди в 1932 году, в этом же году у них родилась дочь Инга. Брак оказался неудачным, Татьяна ушла от мужа.
В 1934 году Окуневская была приглашена на роль Госпожи Карре Ламадон в фильме «Пышка». Режиссером картины является Михаил Ромм. В этой киноленте Татьяна Окуневская сыграла вместе с выдающейся актрисой Фаиной Раневской. После «Пышки» последовала роли в других фильмах, например, «Горячие денечки» (1935), «Последняя ночь» (1936), «Александр Пархоменко» (1942), «Ночь над Белградом», «Это было в Донбассе», «Звезда пленительного счастья», «Граница. Таежный роман», «Сверчок за очагом» и многие другие.
Также актриса работала в театре: с 1933 по 1973 гг. выступала в Московском Реалистическом театре, с 1937 по 1938 гг. – была актрисой Горьковского театра. В период с 1943 года по 1959 год, не считая шести лет, проведенных в ссылке, играла на сцене театра им. Ленинского комсомола.
