Tuba Büyüküstün, 5 Temmuz 1982’de İstanbul’da doğmuştur. Özel Doğuş Okullarında okumuş olan Büyüküstün, Mimar Sinan Üniversitesi Güzel Sanatlar Fakültesi’nden mezun olmuştur. Ünlü yönetmen Tomris Giritoğlu ile üniversite zamanlarında tanışan Büyüküstün, oyunculuk hayatına bu şekilde başlamıştır.
Tuba Büyüküstün, televizyon çıkışını Kanal D’de yayınlanan Sultan Makamı isimli diziyle yapmıştır. Büyüküstün, Çemberimde Gül Oya isimli diziyle şöhrete kavuşmuştur.
Tuba Büyüküstün ve Onur Saylak 2011 yılında Paris’te dünya evine girdi. 2017’de sona eren evliliklerinde Toprak ve Mayısa isimli ikiz kızları oldu.
Büyüküstün, Babam ve Oğlum, Çemberimde Gül Oya, Ihlamurlar Altında, Gönülçelen, Cesur ve Güzel gibi birçok projede yer almıştır.