Hatice Tuba Büyüküstün , 5 Temmuz 1982 tarihinde, İstanbul'da dünyaya geldi. Ailesi Erzurum kökenlidir. İstanbul Özel Doğuş Okulları'nda ortaöğrenimi tamamlayan Tuba Büyüküstün , Mimar Sinan Güzel Sanatlar Fakültesi'nde Sahne Dekorları ve Kostüm Tasarımı bölümünü kazandı. Bir yandan üniversite öğrenimine devam ederken bir yandan da reklam filmlerinde rol alarak T.V. dünyasına adımını atan Büyüküstün, yönetmen Tomris Giritlioğlu sayesinde oyunculuğa başladı.
2003 yılında, Aydın Bulut'un yönettiği T.V. dizisi Sultan Makamı'nın son bölümlerinde rol alarak oyunculuğa adım atan Tuba Büyüküstün , 2004 yılında Çağan Irmak'ın yönettiği ve 1980 dönemi öncesindeki Türkiye'nin farklı bakış açılarından hikayesini anlatan Çemberimde Gül Oya adlı T.V. dizisinde Zarife karakterini canlandırarak kariyerinde önemli bir adım attı.

2004 yılında Cemal Şan'ın yönettiği T.V. filmi Gülizar'da rol alan genç oyuncu, bu rolüyle Sırbistan Karadağ Cumhuriyeti Uluslararası TV Festival Bar'da En İyi Kadın Oyuncu ödülünü aldı.
Pantene, Maximum Cart, Kremini ve Molped reklamlarında rol aldı.
2005 yılına Ihlamurlar Altında adlı drama dizisinde başrolü oynadı ve aynı yıl Babamla Oğlum adlı sinema filminde Aysun karakterini canlandıradak bir kez daha Çağan Irmak'la beraber çalışma şansı yakaladı.
2006 yılında, komedi filmi Sınav sayesinde ünlü oyuncu Jean Claude Van Damme ile beraber çalışma fırsatını yakalayan Büyüküstün, 2007-2009 yılları arasında 71 bölüm olarak yayınlanan ve Cevdet Mercan tarafından yönetilen Asi adlı dizide, Asiye Doğan karakteri ile başrolde yer aldı.
Tuba Büyüküstün , 26 Şubat 2010 tarihinde ATV'de yayınlanmaya başlayıp 24 Haziran 2011 tarihinde biten Gönülçelen adlı dizide, Cansel Elçin ve Umut Kurtla ile beraber başrol oynamıştır.
Tuba Büyüküstün , 2005 yılında dizi oyuncusu Bülent İnal ile evlendi. 2007 yılında boşandı.
Tuba Büyüküstün , 28 Temmuz 2011 tarihinde Paris, Fransa'da kendisi gibi oyuncu olan Onur Saylak ile evlendi. 19 Ocak 2012 tarihinde Toprak, Maya adlarında ikiz kızları oldu.
1 ocak 2012 tarihinde yayınlanmaya başlayan "20 Dakika" adlı dizide İlker Aksum ile başrolü üstlendi.
Tuba Büyüküstün , 2014 yılında baş rolde olarak "Kara Para Aşk" adlı dizide Engin Akyürek, Erkan Can, Aytaç Arman, Nebahat Çehre ile birlikte oynadı.
2015 yılında Iraklı yönetmen Hiner Saleem'in çektiği ve başrollerde Tuba Büyüküstün, Caner Cindoruk, Hazar Ergüçlü, İnanç Konukçu, Devrim Yakut ve Yavuz Bingöl'ün oynadığı "Dar Elbise" adlı sinema filminde oynadı. Canan Ergüder'de bu filmde bir rol almıştı.

2015 yılında senaryosunu yazıp yönetmenliğini Özcan Alper'in yaptığı "Rüzgarın Hatıraları" adlı sinema filminde Onur Saylak, Tuba Büyüküstün, Sofia Khandemirova, Murat Daltaban, Mustafa Uğurlu, Ebru Özkan, Menderes Samancılar, Nihat İleri rol aldılar.
Filmleri :
2015 - Orman (Kısa Film)
2015 - Dar Elbise (Sinema Filmi)
2015 - Rüzgarın Hatıraları (Sinema Filmi)
2014 - Kara Para Aşk (TV Dizisi)
2013 - 20 Dakika
2010 - 2011 - Gönülçelen
2010 - Yüreğine Sor
2009 - Beni w Benak (Arap Televizyon Dizisi)
2007 - 2009 - Asi
2006 - Sınav
2005 - Aşk Yolu
2005 - Babam ve Oğlum
2005 - 2007 - Ihlamurlar Altında
2004 - Gülizar
2004 - Çemberimde Gül Oya
2003 - Sultan Makamı