Родился 9 декабря 1956 г. в с. Hовобогат Махамбетского района Гурьевской области Казахской ССР (ныне Атырауская обл., Республика Казахстан).
В 1979 г. окончил естественно-географический факультет Уральского педагогического института им. А. С. Пушкина (ныне Западно-Казахстанский университет им. Махамбета Утемисова) по специальности "учитель географии и биологии".
Кандидат философских наук. В 1990 г. защитил диссертацию на тему "Мировоззренческие аспекты экологической проблематики".
Доктор политических наук. В 1997 г. защитил диссертацию на тему "Социальная политика в транзитных политических системах".
После окончания института работал учителем географии в средней школе.
С 1979 по 1991 г. находился на комсомольской работе. Был заведующим организационным отделом Махамбетского райкома, с 1983 г. - первым секретарем Гурьевского горкома. В 1989 г. был избран первым секретарем ЦК ЛКСМ Казахстана.
Являлся депутатом Верховного Совета Казахстана XII созыва (1990-1994).
В 1991-1993 гг. - председатель Государственного комитета республики по делам молодежи.
В 1993-1995 гг. - помощник президента Казахстана Нурсултана Назарбаева по организационным вопросам.
С 1995 по 1997 г. занимал пост заместителя премьер-министра Казахстана, курировал вопросы социальной сферы и внутренней политики. В 1997 г. был вице-премьером - министром образования и культуры республики.
В 1997-1998 гг. - заместитель руководителя Администрации президента Республики Казахстан - заведующий организационно-контрольным отделом.
С 1998 по 1999 г. - первый помощник президента Казахстана.
В 1999-2000 гг. занимал должность акима (главы администрации) Атырауской области.
В 2000-2002 гг. - заместитель премьер-министра Казахстана (курировал вопросы социальной сферы).
С 28 января 2002 г. по 11 июня 2003 г. - премьер-министр Республики Казахстан.
С 13 июня 2003 г. по 9 марта 2004 г. - государственный секретарь Казахстана.
В марте - декабре 2004 г. был руководителем администрации главы государства.
С декабря 2004 г. по апрель 2008 г. - аким Алма-Аты.
С апреля 2008 г. по октябрь 2014 г. - аким Астаны.
С октября 2014 г. по сентябрь 2016 г. занимал пост министра обороны Республики Казахстан.
С 13 сентября 2016 г. по 3 февраля 2017 г. - заместитель премьер-министра Казахстана.
С 16 февраля 2017 г. по 18 декабря 2019 г. - чрезвычайный и полномочный посол Республики Казахстан в Российской Федерации.
23 ноября 2022 г. в Ереване участники заседания Совета коллективной безопасности Организации Договора о коллективной безопасности (ОДКБ) приняли решение назначить Имангали Тасмагамбетова генеральным секретарем ОДКБ с 1 января 2023 г. сроком на три года. Он сменил на этом посту Станислава Зася (Белоруссия).
Президент Федерации гольфа Казахстана (с 2022 г.).
Награжден казахстанскими орденами "Парасат" ("Благородство", 1998), "Первый президент Республики Казахстан - лидер нации Нурсултан Назарбаев" (2004), "Барыс" II степени ("Барс", 2010), российским орденом Дружбы (2004).
Женат, имеет двух дочерей и сына.