Tuba Büyüküstün, İstanbul'da doğup büyümüş olmasına rağmen köken olarak Erzurumlu bir aileden gelmektedir. Annesi bankacı, babası ise elektronik mühendisidir ve ailenin tek çocuğudur. Ailesinin kökenleri hem Kırım hem de Girit göçmeni Türk topluluklarına dayanmaktadır. 2011 yılında kendisi gibi oyuncu olan Onur Saylak ile Paris'te dünyaevine girmiştir. Bu evlilikten 2012 yılında Maya ve Toprak adında ikiz kız çocukları dünyaya gelmiştir. Çiftin evliliği 2017 yılında sona ermiş olsa da çocuklarının eğitimi ve gelişimi için medeni bir ilişki sürdürmeye devam etmişlerdir. Büyüküstün, kızlarıyla birlikte uzun süredir Fransa'nın başkenti Paris'te yaşamını sürdürmektedir. Ailesiyle olan ilişkisi magazin basınında zaman zaman yer alsa da özel hayatını mümkün olduğunca gözlerden uzak yaşamayı tercih etmektedir. Çocuklarının doğum günleri gibi özel anlarda sosyal medya üzerinden paylaşımlar yaparak aile bağlarına verdiği önemi göstermektedir.

Tuba Büyüküstün'ün kökenleri Türkiye'nin zengin kültürel çeşitliliğini yansıtmaktadır. Ailesi aslen Erzurumlu olsa da, anne ve baba tarafından göçmen kökenlere sahiptir. Anne tarafı Kırım'dan Türkiye'ye göç etmiş Türk ailelerinden gelmektedir. Baba tarafı ise Yunanistan'ın Girit adasından gelen Türk göçmenlerindendir. Bu çok kültürlü aile yapısı, oyuncunun kişiliğinde ve dünyaya bakış açısında önemli bir yer tutmaktadır. Kendisi doğrudan bir göçmen olmasa da ailesinin taşıdığı göç hikayeleri, onun kültürel kimliğinin ayrılmaz bir parçasıdır. İstanbul'da doğup büyümesi ve eğitimini burada tamamlaması, onun modern Türk kimliği ile geleneksel kökleri arasında bir köprü kurmasını sağlamıştır. Ailesinin Erzurum kökenli olması, memleketine olan bağlılığını da zaman zaman röportajlarında dile getirmesine neden olmuştur. Bu köken bilgisi, onun hayranları tarafından da sıkça merak edilen ve biyografisinin önemli bir kısmını oluşturan detaylar arasındadır.

Tuba Büyüküstün'ün özel hayatı, kariyeri boyunca magazin dünyasının en çok takip ettiği konulardan biri olmuştur. 2005 yılında oyuncu Bülent İnal ile bir dönem birliktelik yaşamıştır. Daha sonra 2011 yılında Onur Saylak ile evlenmiş ve bu evlilik 2017 yılında sona ermiştir. Boşanmanın ardından işletmeci Umut Evirgen ile uzun süreli bir ilişki yaşamıştır. Bu ilişki, magazin gündeminde sıkça yer almış ve çeşitli iddialarla tartışmalara konu olmuştur. Umut Evirgen ile olan birlikteliği 2020 yılında sona ermiştir. Bu süreçten sonra adı farklı isimlerle aşk iddialarına karışmış olsa da, Büyüküstün bu tür haberler konusunda genellikle sessiz kalmayı veya iddiaları yalanlamayı tercih etmiştir. Aşk hayatındaki bu hareketlilik, onun popülaritesinin ve kamuoyu tarafından merak edilmesinin bir sonucu olarak değerlendirilmektedir. Güncel olarak basına yansıyan resmi bir ilişkisi bulunmamaktadır ve hayatının bu döneminde daha çok çocuklarına ve kariyerine odaklandığı gözlemlenmektedir.

Tuba Büyüküstün'ün kariyeri, üniversite yıllarında reklam filmlerinde rol almasıyla başlamıştır. Yönetmen Tomris Giritlioğlu ile tanışması, onun oyunculuk kariyerindeki en önemli dönüm noktalarından biridir. 2003 yılında Sultan Makamı dizisiyle dizi oyunculuğuna adım atmış, 2004 yılında Çemberimde Gül Oya dizisindeki Zarife karakteriyle geniş kitlelerce tanınmıştır. Ardından Ihlamurlar Altında ve Asi dizileriyle hem Türkiye'de hem de Orta Doğu'da büyük bir üne kavuşmuştur. Asi dizisi, 67 ülkede yayınlanarak Türk dizilerinin yurt dışına açılmasında büyük bir rol oynamıştır. 20 Dakika dizisindeki performansıyla 42. Uluslararası Emmy Ödülleri'nde En İyi Kadın Oyuncu kategorisine aday gösterilen ilk Türk oyuncu olmuştur. Sinema kariyerinde Babam ve Oğlum, Sınav, İstanbul Kırmızısı ve Daha gibi önemli yapımlarda yer almıştır. Son yıllarda dijital platformlarda yayınlanan Zeytin Ağacı ve Yarın Yokmuş Gibi gibi projelerle başarısını dijital dünyaya da taşımıştır. Kariyeri boyunca birçok ödül kazanmış ve Türkiye'nin en yüksek ücretli oyuncularından biri haline gelmiştir.

Hatice Tuba Büyüküstün, 5 Temmuz 1982 tarihinde İstanbul'da dünyaya gelmiştir. Eğitim hayatını İstanbul Özel Doğuş Okulları'nda tamamladıktan sonra Mimar Sinan Güzel Sanatlar Üniversitesi Sahne Dekorları ve Kostüm Tasarımı Bölümü'nden mezun olmuştur. Üniversite eğitimi sırasında keşfedilen Büyüküstün, reklam filmleriyle başladığı ekran yolculuğunu kısa sürede başarılı bir oyunculuk kariyerine dönüştürmüştür. Duru güzelliği ve etkileyici oyunculuğu ile kısa sürede ekranların aranan yüzü olmuştur. Kariyerindeki başarıları sadece Türkiye ile sınırlı kalmamış, Orta Doğu'dan Avrupa'ya kadar geniş bir coğrafyada tanınan bir isim haline gelmiştir. 2011 yılında Onur Saylak ile evlenmiş ve 2012 yılında ikiz kızları Maya ve Toprak'ı dünyaya getirmiştir. 2017 yılında boşandıktan sonra kızlarıyla birlikte Paris'te yaşamaya başlamıştır. Hem televizyon hem de dijital platformlardaki projeleriyle aktif olarak oyunculuk yapmaya devam etmektedir. Sosyal sorumluluk projelerine de zaman zaman destek veren Büyüküstün, Türkiye'nin en popüler ve saygın kadın oyuncuları arasında yer almaktadır.