汤唯从小喜欢画画，她最早的志愿是像父亲那样当个画家 。1982至1985年，汤唯就读于杭州市高银巷幼儿园。1985至1991年，就读于杭州市武林路小学。1992至1994年，就读于深圳市红岭中学和杭州第十四中学。1994至1997年，就读于杭州市五四职业高级中学 。

高中毕业后，汤唯在家附近的影视培训班，培训了一段时间后，凭借自己的天赋和努力考上了戏剧表演班，在读大学期间，她一直在接一些平面拍摄的的广告来增加伙食费，和增加经验。

1998年，年仅19岁的汤唯陪同学一起去公司面试，但是导演却看中了汤唯，因为她长得非常的标志，很适合上镜，结果汤唯却被录取 ；同年，汤唯参加中戏暑期表演培训班时，有位指导老师建议她去考导演系。汤唯在朋友的帮助下巩固了表演的只是，并且通过刻苦的训练，拿到了艺考的前三名，但文化课没有通过。于是汤唯继续复读再参加高考，终于在2000年考入中央戏剧学院 。