Народилася 1 липня 1957 року в м. Донецьк.
Закінчила Брянський державний педагогічний інститут ім. І.Г. Петровського за спеціальністю математика (1980).
Педагогічну діяльність розпочала у 1979 році учителем математики Слиткінської середньої школи Брянської області. З 1982 по 2001 рік працювала вчителем математики середніх шкіл № 124 та № 140, інспектором з трудового навчання та профорієнтації відділу освіти Пролетарського району, заступником директора середньої школи № 135, директором загальноосвітньої школи № 120 м. Донецьк. З 2001 року — начальник відділу освіти Київської районної ради у м. Донецьк.
Під керівництвом Т.М. Устименко в районі вирішується науково-методична проблема «Модернізація функцій управління на засадах освітніх інновацій». Вона є одним із засновників районної комплексної програми «Шлях до здоров'я», учасником Всеукраїнського конкурсу проектів і програм розвитку місцевого самоврядування, засновником районного фестивалю «Сузір'я "Обдарованість"» та районної премії «Покликання».
Під керівництвом педагога заклади освіти району досягли значних результатів у навчанні, вихованні та розвитку учнів і вихованців. За результатами участі у Всеукраїнському конкурсі «Учитель року» за десять років Київський район посів перше місце в області. Заклади освіти району протягом 12 років поспіль посідають перше місце в міській спартакіаді школярів. На базі закладів освіти Київського району в 2006 та 2007 роках проводився експеримент щодо зовнішнього незалежного оцінювання учнів з базових дисциплін. Т.М. Устименко сприяла створенню в районі навчальних закладів нового типу — ліцеїв № 48 та № 54.
Депутат районної ради.
Відмінник освіти України (2003). Заслужений працівник освіти України (2004). Спеціаліст вищої категорії, учитель-методист.