Tamer Karadağlı, Azeri kökenli bir aileden gelmektedir ve baba tarafı Kars'ın Sarıkamış ilçesine dayanmaktadır. Annesi Bingül Karadağlı ressamlık ile uğraşmakta olup sanatçı bir aile ortamında büyümüştür. Çocukluk yıllarının önemli bir kısmını Amerika Birleşik Devletleri'nde geçirmiş, bu durum onun çok kültürlü bir yapıya sahip olmasını sağlamıştır. Ailesiyle olan ilişkileri her zaman medyanın ilgisini çekmiş olsa da o, özel hayatını mümkün olduğunca gözlerden uzak tutmaya çalışmıştır. Özellikle kızı Zeyno Karadağlı ile olan bağı, hayatındaki en önemli önceliklerden biri olarak bilinmektedir. Eski eşi Arzu Balkan ile evliliği 2002 yılında başlamış ve 2007 yılında sona ermiştir. Boşanmalarına rağmen kızı Zeyno için her zaman uyumlu bir ebeveynlik sergilemişlerdir. Aile değerlerine önem veren bir yapısı olduğu röportajlarında sıkça dile getirilmektedir. Kardeşleri veya geniş aile üyeleri hakkında kamuoyuna yansıyan detaylı bir bilgi bulunmamaktadır. Ailesi, onun sanat yolculuğunda her zaman destekleyici bir rol oynamıştır.

Tamer Karadağlı, 24 Mayıs 1967 tarihinde Ankara'da dünyaya gelmiştir. Aslen Azeri kökenli bir aileye mensuptur ve baba tarafından kökleri Kars'ın Sarıkamış ilçesine dayanmaktadır. Çocukluk döneminde henüz ilkokula başlamadan ailesiyle birlikte Amerika Birleşik Devletleri'ne göç etmiştir. Eğitim hayatının ilk yıllarını Amerika'da geçirdikten sonra Türkiye'ye dönmüş, ancak daha sonra tekrar Amerika'ya gitmiştir. Lise son sınıfa geldiğinde Türkiye'ye kesin dönüş yapmış ve eğitimini Çankaya Lisesi'nde tamamlamıştır. Bu süreçte hem Türkiye hem de Amerika kültürü arasında bir köprü kurarak yetişmiştir. İngilizceyi ana dili gibi konuşabilmesi ve farklı lehçelere hakim olması, bu yurt dışı deneyimlerinin bir sonucudur. Köklerine olan bağlılığını her fırsatta dile getiren Karadağlı, Azeri kimliğiyle gurur duyduğunu belirtmektedir. Türkiye'ye döndükten sonra Ankara'da geçirdiği yıllar, onun sanatçı kişiliğinin şekillenmesinde büyük rol oynamıştır.

Tamer Karadağlı'nın aşk hayatı, kariyeri boyunca magazin dünyasının en çok takip ettiği konulardan biri olmuştur. En bilinen ve resmi evliliği, 2002 yılında oyuncu Arzu Balkan ile gerçekleşmiştir. Bu evlilikten 2006 yılında Zeyno adında bir kızları dünyaya gelmiştir. Çift, 2007 yılında yollarını ayırmış olsa da kızları için dostane ilişkilerini sürdürmüşlerdir. Boşanma sonrası dönemde adı çeşitli isimlerle anılan Karadağlı, özel hayatını gizli tutma konusunda oldukça hassastır. Bir dönem piyanist Iraz Yıldız ile yaşadığı ilişki, aralarındaki yaş farkı nedeniyle magazin gündeminde uzun süre tartışılmıştır. Ayrıca oyuncu Deniz Uğur ile de bir dönem birliktelik yaşamıştır. İlişkileri hakkında yapılan eleştirilere karşı zaman zaman sert tepkiler vermiş ve özel hayatına saygı duyulmasını talep etmiştir. Şu anki medeni durumu bekar olup, hayatında resmi olarak bilinen bir evlilik veya birliktelik bulunmamaktadır. Aşk hayatındaki iniş çıkışlar, kamuoyunun ona olan ilgisini her zaman canlı tutmuştur.

Tamer Karadağlı'nın kariyeri, 1992 yılında Ankara Devlet Tiyatrosu'nda sahnelenen Uyarca oyunuyla profesyonel olarak başlamıştır. Bilkent Üniversitesi Tiyatro Bölümü'nden mezun olduktan sonra oyunculuk yeteneğini hem sahnede hem de ekranda kanıtlamıştır. Ferhunde Hanımlar dizisindeki Dr. Selçuk karakteri, onun geniş kitlelerce tanınmasını sağlayan ilk büyük çıkışıdır. Ancak kariyerinin en büyük dönüm noktası, 2002 yılında başlayan ve yıllarca süren Çocuklar Duymasın dizisindeki Haluk Çetinoğlu karakteridir. Bu rol, ona Taş Fırın Haluk lakabını kazandırmış ve Türk televizyon tarihinin unutulmazları arasına girmiştir. Oyunculuğunun yanı sıra, seslendirme sanatçısı olarak da Clint Eastwood, George Clooney ve Antonio Banderas gibi dünya yıldızlarının sesi olmuştur. 2012 yılında Süper Türk filmiyle yönetmenlik koltuğuna da oturmuştur. 2023 yılında Devlet Tiyatroları Genel Müdürü olarak atanması, kariyerinde yeni bir dönemi başlatmıştır. Bu görevle birlikte sanatsal birikimini kurumsal bir vizyonla birleştirerek tiyatro dünyasına katkı sağlamaya devam etmektedir.