Родилась 29 января 1928 года в селе Бергуль ныне Куйбышевского района Новосибирской области в крестьянской семье. В 1930 году семья вступила в колхоз.
В 1944 году, окончив 4 класса средней школы, стала работать в колхозе «Съезд Советов».
В марте 1946 года 18-летней девушкой Татьяна пришла на ферму. Позже окончила трехмесячные зоотехнические курсы.
Вскоре ее имя стало упоминаться в числе лучших животноводов. В 1952–1953 годах Татьяна Сергеевна надаивала по 2245 кг на корову своей группы в год. Это был тогда самый высокий удой от коровы в колхозе.
Через несколько лет Сергеева была приглашена на Всероссийское совещание передовиков сельского хозяйства в Москву.
Всероссийское совещание вдохновило Татьяну Сергеевну на новые трудовые подвиги. Группа ее коров из года в год увеличивала надои молока; Сергеева удостоена почетных званий «Лучшая доярка района», «Лучшая доярка Новосибирской области». Член КПСС с 1956 года.
Указом Президиума Верховного Совета СССР от 22 марта 1966 года доярке колхоза имени Калинина Куйбышевского района Татьяне Григорьевне Сергеевой за достигнутые успехи в развитии животноводства, производства молока присвоено звание Героя Социалистического Труда. Была избрана делегатом на XXIII съезд КПСС, где ей вручили орден Ленина и Золотую Звезду Героя Социалистического Труда.
В Муниципальном учреждении культуры «Музейный комплекс» г. Куйбышева хранятся фотографии и документальный материал Героя Социалистического Труда Сергеевой Т.Г. [40, 255, 427].