Hatice Tuba Büyüküstün 5 Temmuz 1982 yılında İstanbul'da dünyaya geldi. Lise eğitimini Özel Doğuş Koleji'nde tamamladıktan sonra, Mimar Sinan Güzel Sanatlar Üniversitesi, Sahne Dekorları ve Kostüm Tasarımı Bölümü'nden mezun oldu.
Üniversitede okurken reklam filmlerinde oynamaya başlayan Tuba Büyüküstün, dizi oyunculuğuna ilk olarak 2003 yılında, Kanal D'de yayınlanan Sultan Makamı adlı diziyle başladı. Güzel oyuncu Aydın Bulut'un yönettiği Sultan Makamı adlı dizinin son 4 bölümünde oynarak ilk ciddi oyunculuk deneyimini de yaşamış oldu. Tuba Büyüküstün'ün adından söz ettirdiği ilk proje ise, 2004 yılında Zarife karakterini canlandırdığı, Çemberimde Gül Oya dizisi oldu.
Sırbistan Karadağ Cumhuriyeti Uluslararası TV Festival Bar'da En İyi Kadın Oyuncu ödülünü Gülizar adlı televizyon filmindeki performansıyla almaya hak kazandı. Sanatçı büyük çıkış yaptığı ve ününün Türkiye sınırlarını aştığı Kanal D'de yayınlanan Ihlamurlar Altında adlı dizi ile şöhretini iyice perçinledi.
Tuba Büyüküstün'ün yer aldığı ilk sinema filmi ise, Çağan Irmak tarafından yönetilen "Babam ve Oğlum" filmiyle oldu. Güzel oyuncu bu filmde Aysun karaktetrine hayat vermişti. Tuba Büyüküstün'ün yer aldığı bir diğer sinema filmi ise ünlü oyuncu Jean-Claude Van Damme ile çalışma fırsatı yakaladığı 2006 yılı yapımı olan ve Ömer Faruk Sorak'ın yönettiği "Sınav" filmi oldu.
Tuba'nın oynadığı ve çok ses getiren bir projede, 2007 yılında Antakya'da çekilen "Asi" adlı dizi oldu. Güzel oyuncu bu dizide başrolü Murat Yıldırım ve Çetin Tekindor'la paylaştı. Başrolde yer aldığı ilk sinema filmi ise 2010 yılı yapımı "Yüreğine Sor" adlı yapım oldu. Yüreğine Sor'un ardından Cansel Elçin'le başrolü paylaştığı Gönülçelen adlı dizi ve 2013 yılında Star TV'de yayınlanmaya başlayan İlker Aksum'la oynadığı "20 Dakika" adlı dizide yer aldı.
Güzel oyuncunun oynadığı Çemberimde Gül Oya, Ihlamurlar Altında, Asi gibi dizilerin Arap televizyonlarında da gösterilmeye başlamasıyla, Ortadoğu'da da büyük bir şöhrete kavuştu ve Türk dizilerinin yurt dışına ihracında önemli bir rol oynadı.
Tuba Büyüküstün 28 Temmuz 2011'de Fransa'da evlendiği, kendisi gibi oyuncu olan Onur Saylak'tan 2012 yılında dünyaya gelen ikiz kızları ile mutlu bir aile yaşamı sürmekte.
Tuba Büyüküstün ikiz kızlarının doğumu nedeniyle ara verdiği kariyerine, ATV'de yayınlanmaya başlayacak olan "Kara Para Aşk" adlı yapımla tekrar dönmeye hazırlanıyor.
Sırbistan Karadağ Cumhuriyeti Uluslararası TV Festival Bar'da En İyi Kadın Oyuncu ödülünü Gülizar adlı televizyon filmindeki performansıyla almaya hak kazandı. Sanatçı büyük çıkış yaptığı ve ününün Türkiye sınırlarını aştığı Kanal D'de yayınlanan Ihlamurlar Altında adlı dizi ile şöhretini iyice perçinledi.
Tuba Büyüküstün'ün yer aldığı ilk sinema filmi ise, Çağan Irmak tarafından yönetilen "Babam ve Oğlum" filmiyle oldu. Güzel oyuncu bu filmde Aysun karaktetrine hayat vermişti. Tuba Büyüküstün'ün yer aldığı bir diğer sinema filmi ise ünlü oyuncu Jean-Claude Van Damme ile çalışma fırsatı yakaladığı 2006 yılı yapımı olan ve Ömer Faruk Sorak'ın yönettiği "Sınav" filmi oldu.
Tuba'nın oynadığı ve çok ses getiren bir projede, 2007 yılında Antakya'da çekilen "Asi" adlı dizi oldu. Güzel oyuncu bu dizide başrolü Murat Yıldırım ve Çetin Tekindor'la paylaştı. Başrolde yer aldığı ilk sinema filmi ise 2010 yılı yapımı "Yüreğine Sor" adlı yapım oldu. Yüreğine Sor'un ardından Cansel Elçin'le başrolü paylaştığı Gönülçelen adlı dizi ve 2013 yılında Star TV'de yayınlanmaya başlayan İlker Aksum'la oynadığı "20 Dakika" adlı dizide yer aldı.
Güzel oyuncunun oynadığı Çemberimde Gül Oya, Ihlamurlar Altında, Asi gibi dizilerin Arap televizyonlarında da gösterilmeye başlamasıyla, Ortadoğu'da da büyük bir şöhrete kavuştu ve Türk dizilerinin yurt dışına ihracında önemli bir rol oynadı.Tuba Büyüküstün 28 Temmuz 2011'de Fransa'da evlendiği, kendisi gibi oyuncu olan Onur Saylak'tan 2012 yılında dünyaya gelen ikiz kızları ile mutlu bir aile yaşamı sürmekte.
Tuba Büyüküstün ikiz kızlarının doğumu nedeniyle ara verdiği kariyerine, ATV'de yayınlanmaya başlayacak olan "Kara Para Aşk" adlı yapımla tekrar dönmeye hazırlanıyor.