Tomie Ohtake nasceu em Kyoto, no Japão, dia 21 de novembro de 1913, onde fez seus estudos. Em 1936 chegou ao Brasil para visitar um de seus cinco irmãos. Impedida de voltar, devido ao início da Guerra do Pacífico, acabou ficando no país. Casou-se, criou seus dois filhos, e com quase 40 anos começou a pintar incentivada pelo artista japonês Keiya Sugano. 

A carreira atingiu plena efervescência a partir dos seus 50 anos, quando realizou mostras individuais e conquistou prêmios na maioria dos salões brasileiros. Em sua extensa trajetória participou de 20 Bienais Internacionais (seis de São Paulo, uma das quais recebeu o Prêmio Itamaraty, Bienal de Veneza, Tóquio, Havana, Cuenca, entre outras), e contabiliza em seu currículo mais de 120 exposições individuais (em São Paulo e mais vinte capitais brasileiras, Nova York, Washington DC, Miami, Tóquio, Roma, Milão, etc) e quase quatro centenas de coletivas, entre Brasil e exterior, além de 28 prêmios.  

A obra de Tomie destaca-se tanto na pintura e na gravura quanto na escultura. Marcam ainda sua produção as mais de 30 obras públicas desenhadas na paisagem de várias cidades brasileiras como São Paulo (Av. 23 de Maio, 1988; Anhangabaú, 1984; Cidade Universitária, 1994, 1997 e 1999; Auditório Ibirapuera, 2004; Auditório do Memorial da América Latina, 1988; Teatro Pedro II em Ribeirão Preto, 1996; entre outras), Belo Horizonte, Curitiba, Brasília, Araxá e Ipatinga, feito raro para um artista no Brasil. Entre 2009 e 2010, suas esculturas alcançaram também os jardins do Museu de Arte Contemporânea de Tóquio e a província de Okinawa, no Japão. Em 2012, ainda, foi convidada pelo Mori Museum, em Tóquio, a produzir uma obra pública que situa-se no jardim do edifício.   

Sempre disposta a novos desafios, Tomie levou a sua arte para outras frentes. Criou dois cenários para a ópera Madame Butterfly, o primeiro em 1983, no Teatro Municipal do Rio de Janeiro, e o segundo em 2008, no Teatro Municipal de São Paulo. Foi também convidada a criar obras para prêmios e comemorações, como por ocasião do centenário da imigração japonesa, em 2008, quando concebeu a monumental escultura em Santos e a do Aeroporto Internacional de Guarulhos. Peças de pequenas dimensões, como o troféu da Mostra Internacional de Cinema de São Paulo, a homenagem-prêmio para a Fórmula 1, utilizando a pedra do pré-sal (2011), cartazes, ilustrações de livros e periódicos, medalhas e objetos para laureados de muitos eventos são parte de sua diversificada produção.    

Sobre o seu trabalho foram publicados dois livros, vinte catálogos e oito filmes/vídeos, entre os quais o realizado pelo cineasta Walter Salles Jr. Em São Paulo, dá nome a um vibrante centro cultural, o Instituto Tomie Ohtake. Em comemoração ao seu aniversário de 97 anos, o Instituto exibiu cerca de 25 pinturas em grandes dimensões que investigam o círculo, produzidas em 2010. 

Com seu reconhecimento, Tomie tornou-se uma espécie de embaixatriz das artes e da cultura no Brasil. Assim, durante toda sua vida foi sempre convocada a receber grandes personalidades internacionais, como a Rainha Elizabeth, o Imperador, a Imperatriz e o Príncipe do Japão, o dançarino Kazuo Ohno, a coreógrafa Pina Bausch, a artista Yoko Ono, o escritor José Saramago, o encenador Robert Wilson, entre muitos outros.  

Em 2012, além da obra pública para Tóquio, criou uma série de pinturas azuis, nas quais, mais uma vez, fica evidente o seu interesse em renovar-se ao inventar uma nova pincelada – a pincelada como forma, sem que a tela perca o movimento e a profundidade característicos de sua produção. 

Em 2013 Tomie Ohtake chegou aos 100 anos, comemorados com 17 exposições pelo Brasil, com destaque para as do Instituto que leva o seu nome: Gesto e Razão Geométrica, com curadoria de Paulo Herkenhoff no mês em que completou cem anos (novembro), Tomie Ohtake Correspondências e Influxo das Formas, ambas com curadoria de Agnaldo Farias e Paulo Miyada, realizadas respectivamente em fevereiro e agosto. 

Em dezembro de 2014, a cineasta Tizuka Yamasaki lançou o documentário Tomie, que retrata com afetividade e delicadeza o universo da artista, mesclando momentos íntimos com depoimentos críticos de Paulo Herkenhoff, Agnaldo Farias e Miguel Chaia. Dos 100 aos 101 anos concebeu cerca de 30 pinturas.  Até a sua morte em fevereiro de 2015, aos 101 anos, seguiu trabalhando.