Tatjana Dogilewa wurde im Dorf Nowo-Michailowskoje im Rajon Russki in der Oblast Moskau, RSFSR, UdSSR, geboren. Die Eltern von Tatjana Dogilewa, Anatoli Michailowitsch und Anna Afanassjewna, waren Arbeiter in einem Mühlenkombinat; ihr älterer Bruder Wladimir (fünf Jahre älter, starb Mitte der 1990er Jahre) war von Kindheit an behindert. Sie besuchte die Schule an der Akademie der Pädagogischen Wissenschaften, wurde mit vierzehn Jahren in das Studio für junge Schauspieler beim Zentralen Fernsehen aufgenommen und trat 1974 in das GITIS ein, das sie 1978 abschloss (Kurs von W. P. Ostalski). Sie studierte im selben Jahrgang wie Wiktor Suchorukow und Juri Stojanow, mit dem sie zeitweise eine Affäre hatte. Von 1978 bis 1985 war sie Schauspielerin am Moskauer Leninski-Komsomol-Theater. Seit 1985 ist sie Schauspielerin am Moskauer Dramatheater Jermolowa. Im August 2012 verließ sie das Jermolowa-Theater auf eigenen Wunsch, da sie etwa 20 Jahre nicht auf der Bühne gestanden hatte.

1998 debütierte sie als Regisseurin mit der Inszenierung „Mondlicht, Flitterwochen“. Von September 2006 bis Juni 2007 arbeitete sie als Fernsehmoderatorin der psychologischen Nachmittags-Talkshow „Zwei Wahrheiten“ auf NTV. Sie lebt in der Drei-Teiche-Gasse im Stadtteil Patriarchalische Teiche. Ihr erster Ehemann (1978, drei Monate lang) Alexander – sie heirateten während ihres Studiums am Institut und lernten sich bei den Dreharbeiten zum Film „Die Schwarzfahrerin“ kennen, bei dem er als Beleuchter arbeitete. Ihr zweiter Ehemann Michail Mischin ist Satiriker; die Ehe dauerte von 1990 bis 2008. Ihre Tochter Jekaterina Michailowna Dogilewa (geb. 30. Dezember 1994) ist Schauspielerin. Sie lebt und arbeitet in den USA. Sie absolvierte Schauspielkurse in Cambridge und die American Academy of Dramatic Arts.