Nghệ sĩ, Nhà giáo Nhân dân Thái Thị Liên sinh năm 1918 tại Thành phố Hồ Chí Minh. Chị gái bà là nhà soạn nhạc nữ đầu tiên của Việt Nam Thái Thị Lang, cũng là nghệ sĩ piano Việt Nam đầu tiên tốt nghiệp Nhạc viện Paris và từng lưu diễn khắp thế giới. Anh trai bà là luật sư Thái Văn Lung hy sinh năm 1946. Tên của luật sư Thái Văn Lung hiện được đặt cho một đường phố tại Thành phố Hồ Chí Minh.
Từ năm lên 4 tuổi, bà đã theo học piano. Sau 1946, bà sang Pháp để du học và thi đỗ vào Nhạc viện Paris. Năm 11 tuổi, bà bắt đầu theo học đàn piano chuyên nghiệp. Năm 1956, Nghệ sĩ, Nhà giáo Nhân dân Thái Thị Liên cùng một số nhạc sĩ nổi tiếng đã thành lập Trường Âm nhạc Việt Nam, là tiền thân của Học viện Âm nhạc Quốc gia Việt Nam hiện nay, đồng thời là nữ giảng viên piano đầu tiên tại trường.
Nghệ sĩ, Nhà giáo Nhân dân Thái Thị Liên cũng là người thầy đầu tiên của hai người con, hai nghệ sĩ nổi tiếng: Nghệ sĩ Nhân dân Trần Thu Hà và Nghệ sĩ Nhân dân Đặng Thái Sơn.
Nghệ sĩ Nhân dân Đặng Thái Sơn là nghệ sĩ piano số 1 Việt Nam, cũng là người Việt Nam đầu tiên đoạt giải F. Chopin năm 1980.
Giáo sư, Nghệ sĩ Nhân dân Trần Thu Hà là một giảng viên đầu ngành của chuyên ngành piano, từng giữ trọng trách Giám đốc Học viện Âm nhạc Quốc gia Việt Nam; được trao tặng nhiều danh hiệu cao quý như Anh hùng Lao động thời kỳ đổi mới, Huân chương Lao động hạng Nhất (2006), hạng Nhì…
Trong gia đình, các con của Nghệ sĩ, Nhà giáo Nhân dân Thái Thị Liên là các nghệ sĩ Trần Thu Hà, Đặng Thái Sơn và người con riêng của chồng bà, nghệ sĩ Đặng Hồng Quang, đều đi theo sự nghiệp âm nhạc, riêng người con trai thứ hai Trần Thanh Bình theo nghề kiến trúc sư.
Nghệ sĩ, Nhà giáo Nhân dân Thái Thị Liên đồng thời cũng là thầy dạy của nhiều nghệ sĩ nổi tiếng.
Lễ viếng Nghệ sĩ, Nhà giáo Nhân dân Thái Thị Liên sẽ được tổ chức từ 7 giờ 30 phút ngày 4/2, tức 14 tháng Giêng tại Nhà tang lễ quốc gia, số 5 Trần Thánh Tông, Hà Nội.