Родилась Татьяна Пельтцер 6 июня 1904 года в Москве, родители её были обрусевшими немцами. Первые годы жизни Татьяна разговаривала только на немецком.
Ещё в детстве она проявила свой талант актрисы, когда играла в семейных спектаклях, поставленных её отцом-актёром. Впервые на большой сцене она сыграла в возрасте 9 лет, её досталась роль Авдия в «Камо Грядеши». Затем последовали спектакли «Дворянское гнездо», «Анна Каренина». Несмотря на множество сыгранных ею ролей, актёрского образования Пельтцер так и не получила.
В 1920 году Татьяна начала работать в Передвижном театре Политуправления. Первое время играла на периферии – в Нахичевани, Ейске, в 1923 году стала артисткой театра МГСПС, однако была оттуда исключена «за профнепригодность». После этого некоторое время работала машинисткой.
В 1927 году сочеталась браком с немецким коммунистом Гансом Тейблером, через три года уехала с ним в Берлин, там она работала машинисткой в торгпредстве СССР. Впоследствии развелась и снова переехала в Москву, вернула себе фамилию Пельтцер.
В 1931 году стала играть в театре Моссовета, затем играла в Ярославле, Колхозном театре в Москве.
Известность пришла к Татьяне Пельтцер в 1940 году, когда она выступала на подмостках Московского театра миниатюр. Она талантливо исполняла свои роли в самых разных по жанру пьесах. В 1947 году Пельтцер перешла в Московский театр Сатиры. В 1951 она была удостоена Сталинской премии. Позже актриса перешла в Ленком вместе со своим другом Марком Захаровым.
Общенародную популярность Татьяна Пельтцер приобрела после выхода на экраны фильма «Свадьба с приданым». После этого была роль в «Солдате Иване Бровкине», за которую её окрестили «матерью русского солдата».
В преклонном возрасте Татьяна Ивановна нашла своё настоящее призвание – она играла мам, бабушек, словом, пожилых женщин. И начались роли, прославившие её на десятилетия: Тортилла – в «Золотом ключике», бабушка – в «Формуле любви» и «Вам и не снилось», мама – в «Укротительнице тигров». За необыкновенный талант режиссёры прощали Пельтцер её сложный характер.
В последние годы Татьяна Ивановна страдала от склероза. Свою последнюю роль (Берта в «Поминальной молитве») она сыграла практически без слов, поскольку просто не могла запомнить текст.
Умерла актриса в 1992 году, была похоронена на Немецком кладбище.
