Родилась 19 декабря 1973 года в г. Барнауле. С 1981 года обучалась в Бийской школе для слепых и слабовидящих детей. В 2005 году окончила Бийский педагогический государственный  университет имени В.М. Шукшина по специальности «учитель экономики». В 2014 году - Российскую академию народного хозяйства и государственной службы при президенте РФ по специальности «государственное и муниципальное управление».

Заслуженный мастер спорта России по лыжным гонкам.  С 1993 по 2011гг.  входила в состав Паралимпийской сборной команды России.  Двухкратный серебряный и бронзовый призер Паралимпийских игр 2002 года в Солт-Лейк Сити (США). Победитель, двухкратный серебряный и бронзовый призер Паралимпийских игр 2006 года в Турине (Италия). Бронзовый призер Паралимпийских игр 2010 года в Ванкувере (Канада). Многократный чемпион России, неоднократный призер и чемпион Европы и Мира, пятикратный обладатель Кубка Мира среди слабовидящих спортсменов по лыжным гонкам.

В декабре 2011 года избрана депутатом АКЗС 6 созыва по краевому партийному списку «Единой России». Заместитель председателя комитета, а с января 2016 года - председатель комитета по социальной политике.

Награждена медалью ордена «За заслуги перед Отечеством» первой и второй степени, Благодарностью Президента Российской Федерации, благодарностью председателя Совета Федерации Федерального Собрания Российской Федерации.

В 2006 году Т.В. Ильюченко присвоено звание «Почетный гражданин города Бийска». Неоднократно отмечалась грамотами и благодарственными письмами администрации г.Бийска, в 2002 и 2006 году награждалась Почетными грамотами Администрации Алтайского края.

Замужем, дочь и двое внуков.