Tamilla Zahid qızı Mahmudova 1931-ci il aprelin 21-də Bakıda doğulub.

İlk musiqi təhsilini Azərbaycan Dövlət Konservatoriyası nəzdində xüsusi məktəbdə, məşhur pedaqoq, professor Kövkəb Səfərəliyevanın sinfində alıb. 

Sonra Moskva Dövlət Konservatoriyasını və professor Y.Zakın sinfində aspiranturanı bitirib.

Onun repertuarına Qərbi Avropa və rus klassik bəstəkarlarının ən mürəkkəb, virtuoz əsərləri daxil idi. Azərbaycan bəstəkarları Ü.Hacıbəyli, Q.Qarayev, F.Əmirov, A.Məlikov və A.Sultanovanın musiqisi onun konsert proqramlarında həmişə xüsusi yer tutub. Qara Qarayevin fortepiano prelüdləri silsiləsinin tam halda ifası pianoçunun böyük nailiyyəti olub.

Tamilla Mahmudova konsert fəaliyyəti ilə yanaşı, musiqi pedaqogikasında da böyük iz qoyub. Hazırda onun şagirdləri Rusiyanın və başqa ölkələrin bir sıra musiqi kollektivlərində və musiqi müəssisələrində çalışır.

Gözəl qələm sahibi olan Tamilla Mahmudova musiqi haqqında çoxsaylı maraqlı məqalələr, xatirələr kitabı yazıb.

Ömrünün çox hissəsini Moskvada yaşayan musiqiçi Rusiya musiqi sənətinin inkişafına töhfələr verib, Moskva Dövlət Pedaqoji Universitetinin Musiqi fakültəsinin professoru olub. Bununla belə, o, doğma Vətənlə əlaqəni heç vaxt kəsməyib, tez-tez Azərbaycanda konsert proqramları ilə çıxış edib.

Tamilla Mahmudova Azərbaycanın Xalq artisti, Rusiyanın Əməkdar artisti fəxri adlarına və "Şöhrət" ordeninə layiq görülüb.

2014-cü ildə 84 yaşında vəfat edib.