Татьяна серьезно занималась балетом, в 1945 году окончила Ленинградское хореографическое училище им. Вагановой. Затем поступила в студию Ленинградского Большого драматического театра им. Горького, где обучалась в мастерской актрисы Ольги Казико. Параллельно Татьяна Пилецкая выступала на сцене Ленинградского театра музыкальной комедии, и в театре «Патриот», а также была занята в танцах в Военно-морском училище им. Дзержинского. Тогда же ее начали приглашать в кино, на роли, связанные танцами. В 1946 году Татьяна впервые появилась на экране в эпизоде фильма «Солистка балета», а через год сыграла одну из дам на балу в знаменитой «Золушке» с Яниной Жеймо.
С 1962 года актриса входила в состав труппы Ленинградского театра им. Ленинского комсомола. За свою карьеру Татьяна Пилецкая сыграла множество театральных ролей различного характера, среди которых – Огудалова в «Бесприданнице» Островского, Анна Андреевна в «Ревизоре» Гоголя, Роксана в спектакле «Сирано де Бержерак», Миледи в «Трех мушкетерах», Фрау Залевски в постановке «Три товарища».
Татьяна Пилецкая также продолжала активно сниматься в кино, став штатной актрисой студии «Ленфильм». Первые ее роли были незначительными: она появилась в биографических лентах «Пирогов», «Римский-Корсаков» и «Белинский». В 1955 году актриса сыграла Веру в «Княжне Мэри» по Лермонтову, а затем эксперта-криминалиста Надежду Корневу в военном детективе «Дело №306».
В 1956 году Татьяна дождалась главной роли, тогда она сыграла Надю в фильме «Невеста», экранизации одноименного рассказа Чехова. Вышедшая в том же году мелодрама «Разные судьбы», где актриса сыграла основную героиню Таню Огневу, пользовалась большим успехом у зрителей и принесла Татьяне Пилецкой популярной.
В 1958 году актриса исполнила одну из главных ролей в советско-югославской картине «Олеко Дундич» о герое гражданской войны, офицере Сербского добровольческого корпуса. В картине 1967 года «Зеленая карета» Татьяна сыграла приму Александринского театра Надежду Самсонову. Также актрису можно было видеть в фильмах «Прощание с Петербургом», «Сильва», «Роман императора». В последнее время Татьяна Пилецкая появлялась в таких сериалах, как «Каменская», «Янтарный барон» и других.
