Tuba Büyüküstün, 5 Temmuz 1982 tarihinde İstanbul'da doğdu. Mimar Sinan Üniversitesi Sahne Dekorları ve Kostüm Tasarımı bölümünden mezun oldu. Üniversitede okurken reklam filmlerinde rol aldı. Yönetmen Tomris Giritlioğlu ile tanıştıktan sonra oyunculuğa başladı. Sultan Makamı adlı dizinin son dört bölümünde rol aldı. 2004 yılında Çağan Irmak'ın yönettiği Çemberimde Gül Oya adlı dizideki Zarife rolüyle büyük çıkış yakaladı. Aynı yıl Cemal Şan'ın yönettiği Gülizar adlı televizyon filminde Şevket Çoruh ve Yetkin Dikinciler'le başrolü paylaştı. 2005'de yine Çağan Irmak'ın yönettiği Babam ve Oğlum adlı filmde Sadık'ın karısını oynadı.