Родилась 12 ноября 1931 г. в Ташкенте (Узбекская ССР, ныне Республика Узбекистан) в семье Георгия Степановича и Анастасии Денисовны Конюховых. Ее отец был военнослужащим, мать - домохозяйкой.

Окончила среднюю школу в гор. Лиепая (Латвийская ССР, ныне Латвия).
В 1955 г. окончила в Москве Всесоюзный государственный институт кинематографии (ныне Всероссийский государственный университет кинематографии им. С. А. Герасимова). Выпускница мастерской педагогов Бориса Бибикова и Ольги Пыжовой.

Работа в театре
В 1956-1992 гг. Татьяна Конюхова входила в труппу Театра-студии киноактера (ныне Мастерская "12" Никиты Михалкова). Участвовала в постановках: "Каждый осенний вечер..." по пьесе Ивана Пейчева, "Дурочка" по произведению Лопе де Веги, "Чудо" по пьесе Мориса Метерлинка "Чудо святого Антония", "Комедия ошибок" по произведению Уильяма Шекспира, "Праздник непослушания" по повести-сказке Сергея Михалкова, "Бесы" по роману Федора Достоевского. В начале 1960-х гг. также сотрудничала с Государственным академическим Малым театром, исполняла на его сцене роль Саши в спектакле "Иванов" по пьесе Антона Чехова.
В 2000-х гг. выступала с собственной концертной программой, включавшей чтение поэтических произведений Анны Ахматовой и Марины Цветаевой.
Работа в кино
Татьяна Конюхова дебютировала в кино в 1952 г., исполнив роль Ганны в экранизации повести Николая Гоголя "Майская ночь, или Утопленница" (режиссер Александр Роу). Среди ее наиболее известных киноработ: гимнастка Валя Олешко в комедии "Запасной игрок" (1954, Семен Тимошенко), Соня Орлова в мелодраме "Разные судьбы" (1956, Леонид Луков), Терезия Симак в драме "Над Тиссой" по повести Александра Авдеенко (1958, Дмитрий Васильев), бригадир Галя Березка в комедии "Карьера Димы Горина" (1961, Фрунзе Довлатян и Лев Мирский). Также снималась в фильмах "Только вдвоем" по мотивам повести Анатолия Тоболяка "История одной любви" (1976, Георгий Кузнецов), "Портрет жены художника" по мотивам рассказа Юрия Нагибина "Берендеев лес" (1981, Александр Панкратов), "На златом крыльце сидели…" по мотивам русских сказок (1986, Борис Рыцарев), "Все впереди" (1990, Николай Бурляев), "Ностальгия по будущему" (2007, Сергей Тарасов) и др. Последнюю роль исполнила в телесериале "Хранимые судьбой" (2011, Валентина Пиманова). В общей сложности актриса снялась в 60 фильмах и сериалах.
Татьяна Конюхова участвовала в дублировании фильмов французского режиссера Андре Юнебеля "Фантомас" (1964), "Фантомас разбушевался" (1965) и "Фантомас против Скотланд-Ярда" (1966), драмы итальянского режиссера Марко Беллоккьо "Об убийстве - на первую полосу" (1972) и др.
Была членом Союза кинематографистов РФ, Российской академии кинематографических искусств.
Педагогическая и общественная деятельность
В 1990-х гг. Татьяна Конюхова работала преподавателем в театральной студии при Московской детской академии народного художественного творчества "Россия".
В 2000-2010-х гг. преподавала актерское мастерство в Московском государственном институте культуры (гор. Химки, Московская область).
Являлась председателем жюри Открытого всероссийского фестиваля военного кино им. Ю. Н. Озерова (Чебоксары, 2003) и Международного песенно-поэтического конкурса "Журавли над Россией" (Химки, 2010).
Кончина
Татьяна Конюхова скончалась 2 апреля 2024 г. в Москве на 93-м году жизни. Похоронена на Кунцевском кладбище.

Звания, награды
Народная артистка РСФСР (1991).

Татьяна Конюхова была награждена орденом "Знак Почета".

Удостоена специального приза "Золотой журавль" фестиваля кино и театра "Амурская осень" (Благовещенск, 2016).

Фильм о Татьяне Конюховой
Жизни и творчеству актрисы посвящен документальный фильм "Татьяна Конюхова. Я не простила предательства" (2016, режиссер Ирина Фирсова).