Тина Десаи родилась 24 февраля 1987 года в Бангалоре, штат Карнатака, Индия. Она окончила факультет бизнес-менеджмента со специализацией в области финансов.
Свою карьеру Тина Десаи начала как успешная модель, снявшись более чем в 150 рекламных роликах и печатных кампаниях. Она также приняла участие в реалити-шоу «Get Gorgeous», после которого ей был предложен контракт с агентством Elite Model India Management.
После дебюта в индийском кино в 2011 году, Тина Десаи продолжила сниматься в таких фильмах, как Table No. 21. Ее международная карьера получила значительный импульс благодаря участию в фильмах The Best Exotic Marigold Hotel в 2012 году и его продолжении The Second Best Exotic Marigold Hotel в 2015 году.
Одним из самых заметных проектов в карьере Десаи стала роль Калы Дандекар в научно-фантастическом драматическом сериале Netflix Sense8, созданном Вачовски. Она также озвучила персонажа Ашиму в фильме Thomas & Friends: The Great Race в 2016 году и снялась в веб-сериале Amazon Prime Mumbai Diaries 26/11 в 2021 году.