Tülin Özen Artvin kökenli bir ailenin çocuğudur. Önce İTÜ elektrik mühendisliğinde bir süre devam etti. Sonrasında Yeditepe Oyuncuları'nda burslu olarak Tiyatro Bölümünde öğrenimini sürdürdü. Profesyonel oyunculuğa Devlet Tiyatroları’nda "Kaygusuz Abdal" adlı oyunda rol alarak başladı. Semih Kaplanoğlu'nun yönetmenliğini yaptığı "Meleğin Düşüşü" (2005) filmi ile En İyi Kadın Oyuncu Altın Portakal Ödülünü kazandı. "En Son Babalar Duyar" (2002-2006) dizisinde rol aldı. "Beyaz Gelincik" (2005-2007) adlı dizinde canlandırdığı "Meryemce" karakteri ile tanınmaya başlandı. "Muhteşem Yüzyıl: Kösem" (2015-2017) dizisinde "I. Ahmet 'in annesi Handan Sultan" karakterini canlandırdı. Semih Kaplanoğlu'nun ödüllü film üçlemesi "Bal", "Süt" ve "Yumurta" filmlerinde rol aldı. Erden Kıral'ın yönettiği, Nurgül Yeşilçay, Murat Han ile başrolünde yer aldığı "Vicdan" filmi ile 2009'da Sadri Alışık Ödülleri, Adana Altın Koza Film Festivali ve Siyad Ödülleri'nde En İyi Yardımcı Kadın Oyuncu ödüllerine layık görüldü. Daha sonra "Mavi Dalga" (2013), "Pek Yakında" (2014) ve "Abluka" (2015) gibi önemli ve ödül alan filmlerde oynadı.