Родилась в Хельсинки в районе Каллио. Поступила в Хельсинкский университет в 1962 году и в 1968 получила диплом юриста.
В молодости отличалась леворадикальными взглядами, участвовала в пацифистском движении, поклонница Че Гевары. Покинула лютеранскую церковь после того, как женщинам было отказано в посвящении в духовный сан. В 1980—1981 — председатель SETA (фин. Seksuaalinen Tasavertaisuus ry — «Сексуальное равенство»), организации по защите прав сексуальных меньшинств.
В 1971 году 28-летняя Тарья стала членом Социал-демократической партии Финляндии.
Депутат парламента Финляндии с 1979 года.
Министр социальной защиты и здравоохранения в 1987—1990. Министр юстиции в 1990—1991.
В апреле 1995 года в первом правительстве Липпонена она была назначена министром иностранных дел. На этой должности она продолжила работать и после выборов в Эдускунту (фин. ) во втором правительстве Липпонена, вплоть до избрания президентом в 2000 году.
Суммарно в качестве министра Халонен работала 3238 дней (на трёх министерских должностях), дольше всех после Си?никки Мёнкяре (фин. Sinikka M?nk?re).
В первом туре Халонен получила около 40 % голосов. Её основной соперник — Эско Ахо — только 34,4 %.
Во втором туре Халонен набрала уже 51,6 %, при общем числе голосовавших 80,2 %.
Тарья Халонен стала первой женщиной, избранной президентом страны.
По окончании первого года президентства 1 марта 2001 года около 70 % граждан выразили своё удовлетворение деятельностью Тарьи.
Переизбрана на второй срок в январе 2006 года.
Председатель международной группы советников фонда Baltic Sea Action Group.
1 марта 2012 года сложила свои президентские полномочия; в должность президента вступил Саули Нийнистё.
В феврале 2012 года Организация Объединённых Наций предложила Тарье Халонен возглавить рабочую группу ООН по вопросам народонаселения. В марте, после сложения Халонен своих президентских полномочий, она была назначена сопредседателем этой рабочей группы (вместе с экс-президентом Мозамбика Жоакином Чиссано). Проблемы, которыми будет заниматься эта рабочая группа, включают в себя сексуальное здоровье населения, а также здоровье женщин во время беременности и родов.
Дочь Анна Халонен (фин. Anna Halonen) изучала международную политику в Кентском университете в Великобритании, в настоящее время — координатор проекта в Алексантери-институт (фин. Aleksanteri-instituutti, крупнейший центр по изучению России), подразделении Хельсинкского университета, занимающимся изучением и развитием связей с Россией и странами Восточной Европы.
26 августа 2006 года Тарья Халонен, после 15 лет совместной жизни, официально оформила брак с Пентти Араярви (фин. ).
В 2007 году, за большой вклад в распространение, изучение русского языка и сохранение культурного наследия, сближение и взаимообогащение культур наций и народностей, награждена медалью Пушкина.
Увлекается плаванием, изобразительным искусством (графика, живопись).