Aînée de quatre filles, Sharon Tate déménage souvent durant son enfance en raison de la profession de son père : militaire. Timide, elle trouve son premier rôle à 16 ans en faisant de l'auto-stop à Hollywood, dans le péplum Barabbas, emmené par Anthony Quinn. Elle est non-crédité au générique, mais il s'agit d'une première expérience qui la pousse à persévérer dans le milieux. Elle apparaît ensuite furtivement dans la série Monsieur Ed, le cheval qui parle et le film comique Les Jeux de l'amour et de la guerre. En 1963, la jeune comédienne joue un personnage plus conséquent dans la série The Beverly Hillbillies.
Au cinéma, ses rôles tendent aussi à prendre de l'importance : dans Le Mystère des treize de J. Lee Thompson, Sharon Tate joue avec Deborah Kerr, David Niven et Donald Pleasence. Elle enchaîne avec la comédie Comment réussir en amour sans se fatiguer ?, là encore aux côtés de pointures : Tony Curtis et Claudia Cardinale. Avec Le Bal des vampires, elle rencontre Roman Polanski, le réalisateur de cette comédie vampirique, avec qui elle se marie en 1968. Cette même année, elle est aussi à l'affiche de La Vallée des poupées, adapté du roman à succès de Jacqueline Susann.
La comédienne trouve brutalement la mort le 9 août 1969 lorsqu'elle est poignardée à plusieurs reprises dans sa demeure et celle de son époux par Charles Manson et trois femmes, membres d'une secte baptisée la « Famille ». Elle a 26 ans et est enceinte de huit mois. Trois de ses amis sont aussi tués. Ce fait divers sordide est devenu l'un des principaux symboles de l'effondrement de l'esprit hippie des années 1960. Bien des années plus tard, Sharon Tate est jouée par Margot Robbie dans le film de Quentin Tarantino Once Upon a Time in Hollywood et par Hilary Duff dans l'horrifique The Haunting of Sharon Tate.