Tatum O'Neil urodziła się 5 listopada 1963 roku w Los Angeles (Kalifornia, USA). Jej rodzice to Ryan O'Neal i Joanna Moore. Mała Tatum szybko poszła w ich ślady. Pierwszą rolę powierzył jej Peter Bogdanovich w dramacie "Papierowy księżyc". Krytycy byli nią zachwyceni. W 1974 roku otrzymała Złoty Glob dla najlepszej debiutantki i Oscara za najlepszą rolę drugoplanową. Tym samym stała się najmłodszą laureatką tej prestiżowej nagrody. Kolejnym filmem Tatum była komedia sportowa "Straszne misie". Za tę rolę otrzymała najwyższe wynagrodzenie w historii występów dziecięcych. Można ją było oglądać również u boku ojca w komedii "Ktoś tu kręci". Później na ekranie pojawiała się coraz rzadziej. W 1980 roku otrzymała angaż w obrazie "Małe kochaniątka", gdzie zagrała razem ze swoją przyjaciółką Kristy McNichol. Po epizodycznej roli w dramacie "Basquiat - Taniec ze śmiercią" zrobiła sobie przerwę w karierze. Po sześciu latach powróciła w "Żonie wyrzutka", który nie spodobał się krytyce. W 2005 roku opublikowała swoje wspomnienia w książce "Papierowe Życie". W 2006 Tatum O'Neal wzięła udział w drugiej edycji amerykańskiej wersji "Tańca z gwiazdami" - została wyeliminowana w drugim odcinku. W tym samym roku była pochłonięta pracą na planie serialu "Wicked Wicked Games", w którym wcieliła się w rolę Blythe Hunter. Nadal pojawia się na ekranie: w niskobudżetowych produkcjach, ("Ostatnia wola" czy "Kamień, papier, nożyce") oraz w epizodach w hollywoodzkich obrazach u boku takich gwiazd jak Paul Rudd ("40 lat minęło") czy Owen Wilson ("Dziewczyna warta grzechu").