Т. Доронина родилась 12 сентября 1933 года в Ленинграде в рабочей семье. Ее родители — Василий Иванович и Анна Ивановна — были из крестьян, приехавших в город из деревни в поисках лучшей доли. Отец Татьяны был родом из семьи староверов, а у матери отец служил старостой деревенской церкви. По словам Т. Дорониной, ее родители счастливо прожили в браке 60 лет, никогда не скандалили и за все время она ни разу не слышала от них ни одного неприличного слова.
Во время войны отец Дорониной был призван на воинскую службу и воевал на Ленинградском фронте. А 8-летнюю Таню, ее сестру Галю и маму эвакуировали из осажденного Ленинграда в Ярославскую область — в город Данилов.
Т. Доронина вспоминает: «Именно там я в первый раз влюбилась. Я вообще очень рано стала влюбляться. Этот мальчик, как и мы, был эвакуированный, только из Москвы. Он поразил меня тем, что, когда учительница читала нам «Ваньку Жукова», он закрылся руками и заплакал. А так как он был при этом еще и самый хорошенький мальчик в классе, то начался мой роман. Потом все пошло по нарастающей. Я влюблялась каждый год, даже могла в течение года влюбляться в двоих».
Однако последняя фраза относится уже к будущим годам, когда Доронина вместе с семьей вернулась в Ленинград и пошла учиться в 261-ю ленинградскую среднюю школу. Жили они тогда в коммунальной квартире, в которой кроме них проживало еще семь семей.
Между тем учеба давалась Тане с трудом, особенно тяжело обстояло дело с точными науками. Однако, что касается гуманитарных дисциплин, то здесь ей в школе не было равных. Еще в начальных классах она выучила наизусть поэму К. Симонова «Сын артиллериста» и читала ее с таким вдохновением, что учителя специально водили ее в старшие классы «на гастроли». А в последние годы учебы в школе любознательность Дорониной просто не знала границ — во Дворце пионеров она регулярно посещала кружки французского языка, художественной гимнастики, художественного чтения, юннатов, пения и спортивной стрельбы. В восьмом классе пошла еще дальше — отправилась в Москву поступать на актрисы. И, что поразительно — поступила с первого захода в Школу-студию МХАТа. Однако, когда ее попросили принести из дома аттестат об окончании десятилетки, вдруг выяснилось, что абитуриентке всего лишь 14 лет. Преподаватели с сожалением развели руками и посоветовали талантливой девочке приходить к ним через два года вновь.
Сказать, что Доронина с нетерпением ждала окончания десятого класса, — значит ничего не сказать. Она буквально считала дни, почти так же, как солдат срочной службы считает дни, оставшиеся до выхода в свет приказа об увольнении. Одновременно с этим она всерьез готовилась к поступлению в театральный институт, изучая азы сценической деятельности под руководством талантливого педагога художественной самодеятельности Федора Михайловича Никитина.
Окончив школу в 1952 году, Доронина вновь приехала в Москву поступать в артистки. Экзамены она держала во все театральные вузы столицы и всюду прошла с первого захода. Но, так как ее мечтой было играть на сцене прославленного Художественного театра, Татьяна сдела выбор в пользу Школы-студии МХАТа.
Учеба в студии давалась Дорониной легко, и она довольно скоро стала любимой ученицей замечательного педагога Бориса Ильича Вершилова. Среди ее дипломных работ были героини Достоевского, Островского, Горького, Уайльда.
Учитывая собственное признание Дорониной относительно ее чрезмерной влюбчивости, вполне можно было предугадать, но годы учебы в студии не пройдут даром для ее личной жизни. Так оно и произошло. В стенах этого заведения она познакомилась с молодым студентом (он был на год моложе ее) Олегом Басилашвили и полюбила его. Олег был выходцем из интеллигентной семьи: его отец работал директором Московского политехникума, а мать была доктором филологических наук. В Школу-студию он поступил одновременно с Татьяной и окончил ее вместе с нею в 1956 году. Однако поступали они в нее совершенно не зная друг друга, а покидали ее стены уже как муж и жена.
Между тем еще в годы обучения Дорониной в студии на нее стали обращать внимание кинематографисты. Первым из них был довольно маститый кинорежиссер, о встрече с которым у нашей героини остались не самые лестные впечатления. Послушаем ее рассказ об этом: «Как-то меня вызвал на кинопробу знаменитый режиссер, успешно работающий и ныне, один из самых успешно работающих… Его помощница смотрела дипломные спектакли в Школе-студии МХАТа, и я ей очень понравилась. Она меня очень хвалила и сказала, что будет рекомендовать этому режиссеру. Я пришла к нему на «Мосфильм» — мне было двадцать с небольшим. Режиссер посмотрел на меня таким взглядом, который я определяю как тухлый, набросился на помощницу и заорал: «Вы приводите ко мне каких-то девиц без талии!» Я была поражена. Так же поразилась и помощница. Потому что талия у меня была. Я его спросила, на какой предмет он меня вызвал? Если для постели, то он не по адресу обратился. На этом наш разговор окончился. Он мне не стал объяснять, конечно, для постели он меня вызвал или для роли. Короче, меня просто выставили из кабинета. Точнее, я ушла сама. Так начинались мои взаимоотношения с кинематографом».