Родилась 27 июля 1961 г. в городе Сычевке Смоленской области.
С 1976 по 1982 год обучалась в Смоленском музыкальном училище.
С 1978 по 1988 год работала преподавателем по классу фортепиано в детской музыкальной школе.
С 1988 по 1994 год обучалась в Московской государственной юридической академии.
С 1993 по 1994 год работала юрисконсультом в коммерческой организации.
В октябре 1994 года назначена судьей Ивантеевского городского суда Московской области.
В марте 2003 года назначена судьей Московского областного суда.
С сентября 2011 года – судья Верховного Суда Российской Федерации.
Указом Президента Российской Федерации РФ от 24 октября 1994 г. N 2006 назначить судьёй Ивантеевского городского суда Московской области Петрову Татьяну Анатольевну.
Указом Президента Российской Федерации РФ от 1 сентября 1999 г. N 1142 назначить судьёй Ивантеевского городского суда Петрову Татьяну Анатольевну.
Указом Президента Российской Федерации РФ от 26 марта 2003 г. N 369 назначить судьёй Московского областного суда Петрову Татьяну Анатольевну.
Постановлением Совета Федерации Федерального Собрания РФ № 351-СФ от 21 сентября 2011 года Назначить на должность судьи Верховного Суда Российской Федерации Петрову Татьяну Анатольевну.
постановлением Совета Федерации Федерального Собрания Российской Федерации от 18 июня 2014 г. № 228-СФ назначена на должность заместителя Председателя Верховного Суда Российской Федерации – председателя Судебной коллегии по административным делам Верховного Суда Российской Федерации с 6 августа 2014 г.