Тамара Фёдоровна Макарова родилась 31 июля (13 августа) 1907 в Петербурге в семье военного врача. С детства увлекалась театром. В 1924 году, окончив школу, поступила в актёрскую мастерскую, где познакомилась с Сергеем Герасимовым.

В кино Макарова дебютировала в 1927 году в фильме «Чужой пиджак». На этот фильм она попала случайно, буквально с улицы: её привёл ассистент Козинцева и Трауберга. На съёмках картины она вновь встретилась с Герасимовым. Молодые люди сблизились и поженились. Вся дальнейшая творческая деятельность Макаровой была связана с мужем.

Всесоюзный успех пришёл к ним в 1936 году с выходом на экраны фильма «Семеро смелых». Далее последовала череда удачных совместных работ – «Комсомольск», «Учитель», «Маскарад». Последняя картина была закончена перед самой войной.

Темы Великой Отечественной войны и блокады занимают большое место в творчестве Макаровой. Супруги оставались в городе до 1943 года. Тамара участвовала в организации обороны Ленинграда, работала сандружинницей, медсестрой.

С 1944 года Макарова преподаёт во ВГИКе. В 1968 году она стала профессором этого учебного заведения. Вели преподавание они с мужем совместно, руководили общей мастерской. Среди их учеников такие прославленные артисты как Сергей Бондарчук, Инна Макарова, Татьяна Лиознова, Людмила Гурченко, Зинаида Кириенко, Наталья Фатеева, Жанна Болотова, Николай Губенко, Евгений Жариков, Лариса Лужина, Сергей Никоненко, Галина Польских, Лидия Федосеева-Шукшина, Наталья Аринбасарова, Наталья Белохвостикова, Наталья Бондарчук, Наталья Гвоздикова, Николай Ерёменко-младший, и этот перечень далеко не полный. Делу преподавания Герасимов и Макарова отдавались до конца, были одной семьёй со студентами, любили задействовать их в своих фильмах.

Тамара Федоровна прожила наполненную творческую жизнь и скончалась 20 января 1997 года в Москве. Похоронена на Новодевичьем кладбище.