В августе 2006 он был награжден Филдсовской премией , что может служить наивысшей похвалой для математика до сорока лет. В сентябре 2006 он получил грант от фонда МакАртуров. Был избран членом Лондонского королевского общества 18 мая 2007. Он стал иностранным членом Национальной академии наук США в 2008 году и членом Американской академии искусств и наук в 2009. 11 января 2010 Фонд имени короля Фейсала объявил, что Тао стал одним из лауреатов Международной премии короля Фейсала в сфере науки за свои работы в области математики.
Тао был одарённым ребенком. В возрасте 24 лет ему назначили звание профессора в Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе и до сих пор остается самым молодым ученым, которому было присвоено это звание организацией. Оба его родителя — уроженцы Кантона, они были в первом поколении эмигрантов из Гонконга в Австралию. Его отец, Уильям Рэндольф Тао (китайское имя Сянго кит. ???; Йельский кантонский: t?uh jeuhng gwok; пиньинь: T?o Xi?nggu?) работает педиатром, его мать — выпускница университета Гонконга по физико-математическому направлению, работала учителем математики в средней школе в Гонконге.
Его отец рассказал прессе, что в возрасте двух лет, во время семейного времяпрепровождения, Тао пытался научить пятилетного ребенка математике и английскому языку. Согласно Смитсоновскому онлайн-журналу, он научился базовой арифметике в два года. Когда отец спросил его, откуда тот знает буквы и цифры, Тао ответил, что выучил их из телепередачи Улица Сезам.
У Тао есть два брата, они живут в Австралии и оба представляли эту страну на Международной математической олимпиаде.
Теренс живет со своей женой и сыном в Лос-Анжелесе в Калифорнии.
Тао получил премию Салема в 2009 году, премию имени М. Бохера в 2002, награду математического института Клэя в 2003 (за вклад в анализ, включая работу над гипотезой Кокайя и волновыми преобразованиями). В 2005 году он получил премию Леви Конана от Американского математического общества (совместно с Алленом Кнутсоном), а в 2006 был награжден SASTRA Ramanujan Prize.
В 2004 Бен Грин и Теренс Тао опубликовали препринт своей работы, в которой доказывалась теорема, известная сейчас как теорема Грина — Тао. Она утверждает, что существуют неограниченно длинные арифметические прогрессии простых чисел. Газета The New York Times так описала это:
За эту и другие работы Тао был награжден премией Австралийского математического общества в 2005 году.
Тао стал финалистом в мероприятии Австралиец Года в 2007.
В апреле 2008 Тао получил премию Алана Уотермана, которой отмечают молодых ученых за впечатляющие достижения в своих областях. В дополнение к медали, лауреаты также получают грант в $500,000 на исследования.
В 2010 году Тао получил Международную премию Короля Фейсала вместе с Энрико Бомбиери.
В январе 2012 года призовой комитет Шведской королевской академии наук объявил о присуждении Тао (совместно с Жаном Бургейном) премии Крафорда «за их новаторские работы в теории чисел, комбинаторике, функциональном анализе и теоретической информатике».