Родилась 19 декабря 1973 года в г. Барнауле.

В 2005 году окончила Бийский педагогический государственный университет имени В.М. Шукшина по специальности «Учитель экономики». В 2014 году - Российскую академию народного хозяйства и государственной службы при президенте РФ по специальности «Государственное и муниципальное управление».

Заслуженный мастер спорта России по лыжным гонкам.  С 1993 по 2011 год входила в состав Паралимпийской сборной команды России. Двукратный серебряный и бронзовый призер Паралимпийских игр 2002 года в Солт-Лейк Сити (США). Победитель, двукратный серебряный и бронзовый призер Паралимпийских игр 2006 года в Турине (Италия). Бронзовый призер Паралимпийских игр 2010 года в Ванкувере (Канада). Многократный чемпион России, неоднократный призер и чемпион Европы и Мира, пятикратный обладатель Кубка Мира среди слабовидящих спортсменов по лыжным гонкам.

В декабре 2011 года избрана депутатом АКЗС по краевому списку «Единой России», в 2016 году избрана по одномандатному округу №29. В VII созыве возглавляла комитет АКЗС по социальной политике. В 2021 году снова избрана депутатом.

Награждена медалью ордена «За заслуги перед Отечеством» первой и второй степени, Благодарностью Президента Российской Федерации, благодарностью председателя Совета Федерации Федерального Собрания Российской Федерации.

В 2006 году Татьяне Викторовне Ильюченко присвоено звание «Почетный гражданин города Бийска». В 2002 и 2006 году награждалась Почетными грамотами Администрации Алтайского края, неоднократно отмечалась грамотами и благодарственными письмами администрации Бийска.

Замужем, воспитала дочь.