Nghệ sĩ Nhân dân Tuệ Minh sinh năm 1938 tại Hà Nội trong một gia đình tiểu tư sản. Năm 15 tuổi, nữ nghệ sĩ về làm diễn viên của Đoàn văn công Trung ương trong vai trò diễn viên kịch, hát chèo và múa. Bên cạnh nhan sắc nổi trội, bà còn có giọng nói ngọt ngào, biểu cảm, trẻ trung, nên được Xưởng phim Việt Nam tuyển làm công việc lồng tiếng. Trong những năm cộng tác tại Đài Tiếng nói Việt Nam, bà từng là phát thanh viên của chương trình Đọc truyện đêm khuya, Đọc truyện thiếu nhi, đóng kịch truyền thanh và tham gia giảng dạy.
Là nữ diễn viên điện ảnh khóa đầu tiên của điện ảnh Cách mạng Việt Nam, cùng lứa với nghệ sĩ Trà Giang, Phi Nga, Lâm Tới, Mai Châu, Thanh Thủy, NSND Tuệ Minh là gương mặt nổi tiếng một thời với những vai diễn như: Chị Thơm trong Một ngày đầu thu (đạo diễn Huy Vân, Hải Ninh); chị Y trong Nguyễn Văn Trỗi (đạo diễn Bùi Đình Hạc); Hương trong Vợ chồng anh Lực (đạo diễn Trần Vũ); Thương trong Vĩ tuyến 17 ngày và đêm (đạo diễn Hải Ninh); chị bán gạo trong Em bé Hà Nội (đạo diễn Hải Ninh); Xơ Xuyên trong Ngày lễ thánh (đạo diễn Bạch Diệp)... NSND Tuệ Minh cũng được công chúng yêu mến trên sân khấu kịch với nhân vật Phượng trong vở Cách mạng của nhà văn Nguyễn Khải…
Nói về NSND Tuệ Minh, NSƯT Chiều Xuân từng chia sẻ, bà là người sắc sảo và quyết liệt với nghề: "Lúc nào cô cũng muốn thử sức với những vai diễn khác nhau. Cô cũng là người rất chú ý đến đài từ khi diễn xuất, đây là điều mọi lứa diễn viên phải học hỏi".
Trong khi đó, nhà biên kịch Nguyễn Thị Hồng Ngát thổ lộ, năm 1987, sau khi tốt nghiệp điện ảnh ở Nga về làm việc tại Hãng Phim truyện Việt Nam, bà mới gặp các chị diễn viên khóa một như: Trà Giang, Ngọc Lan, Thụy Vân, Đức Hoàn, Tuệ Minh, Thúy Vinh... Không chỉ nổi bật trên phim, họ còn vô cùng duyên dáng ngoài đời. Trong những năm còn vất vả, họ vẫn rất dịu dàng, nền nã".
Năm 2015, NSND Tuệ Minh nhận danh hiệu Nghệ sĩ Nhân dân ở tuổi 78, sau nhiều lần Hãng phim truyện Việt Nam đề nghị Hội đồng cấp Bộ xét tặng danh hiệu cho bà.
Bên cạnh những dấu ấn trong sự nghiệp, NSND Tuệ Minh còn được nhiều người biết đến với tư cách là người vợ đảm của nhà văn Nguyễn Đình Thi (tác giả của nhiều tác phẩm nổi tiếng như bài thơ Đất nước, ca khúc Diệt phát xít, Người Hà Nội). Bà từng chia sẻ họ gặp nhau trong kháng chiến chống Pháp khi nhà văn Nguyễn Đình Thi gửi mẹ vợ và hai con nhỏ mồ côi cho đoàn, khi ông tham gia chiến dịch Điện Biên Phủ. Dù sớm cảm mến bà, ông không dám thổ lộ bởi nữ nghệ sĩ còn quá trẻ, trong khi đó ông đã góa vợ, lại có con riêng.
Chính nhà văn Nguyễn Đình Thi cũng là người mai mối NSND Tuệ Minh với đạo diễn Huy Vân - người chồng đầu tiên. Cặp đôi có chung với nhau hai người con gái. Tuy nhiên, sau này, sau một biến cố lớn, bà đã chia tay đạo diễn Huy Vân và sống một mình một thời gian. Năm 1983, nhà văn Nguyễn Đình Thi và nghệ sĩ Tuệ Minh về chung sống bên nhau, bắt đầu cuộc hôn nhân hạnh phúc và bình yên kéo dài 20 năm, cho đến khi ông qua đời.
Ngày 24/2/2018, NSND Tuệ Minh qua đời đúng vào dịp sinh nhật tuổi 80 sau nhiều năm chống chọi với căn bệnh tai biến.