Татьяна родилась 13 марта 1985 года в городе Реутов Московской области. Девочка училась игре на фортепиано в музыкальной школе, а также хореографии в Детском музыкальном театре и твердо решила связать свою судьбу с искусством. Следующим шагом было поступление к Константину Райкину в школу-студию Московского Художественного Театра.
Ее дебют в кино состоялся в 2002 году в картине «Отражение», где семнадцатилетняя актриса получила небольшую эпизодическую роль.
Более серьезной работой стала роль в фильме «Соблазн по-русски» 2004 года. Затем последовали съемки в фильмах «Рекламная пауза» 2005 года, «Формула зеро» 2006 года, «Закон и порядок: Отдел оперативных расследований-2» 2007 года. В картине 2008 года под названием «Провинциалка» молодая актриса сыграла Риту Зайцеву.
Одну из главных ролей Татьяна Космачева получила в российском триллере «Фобос. Клуб страха» режиссера Олега Ассадулина и продюсера Федора Бондарчука, его премьера состоялась 25 марта 2010 года. В этом же году Космачева появилась в драматическом фильме «No Problem» в роли Зои, в детективном сериале «Основная версия» в роли Иры Завидовой и боевике «Служу Отечеству!» в роли Лизы.
Но настоящую известность актриса обрела в 2011 году после выхода на телеэкраны мистического сериала «Закрытая школа», где она играет десятиклассницу, победительницу олимпиад Викторию Кузнецову. В 2011 году на телеэкраны вышла мелодрама «Найденыш-2» с участием Татьяны, а также сериал «Пилот международных авиалиний».
Кроме того, Татьяна Космачева работает в театре им. Маяковского. Среди ее ролей Клавдия в спектакле «Рубеж», Агния в постановке «Не все коту масленица» и цыганка в спектакле «Карамазовы».
Актриса заработала себе хорошую репутацию и ее часто приглашают на съемки в различные проекты. К счастью, Татьяна Космачева не болеет звездной болезнью и соглашается даже на незначительные роли.
Кроме работы в театре, кино и на телевидении Космачева сотрудничает с модельными агентствами и участвует в фотосессиях.
