Nacida en Los Angeles, California, el 3 de octubre de 1983, Tessa Thompson es hija del cantante y compositor norteamericano Marc Anthony Thompson, miembro de la banda Chocolate Genius Inc. Desde pequeña, Tessa se intereso en la actuación y participaba con frecuencia en producciones estudiantiles de teatro, en la Escuela Secundaria de Santa Mónica. Debuto en teatro como Julieta, en la obra Romeo & Julieta, con el cual, la actriz fue nominada para el premio NAACP.

Aunque su carrera dio inicio en el teatro, Tessa cobro notoriedad por su papel en la serie Veronica Mars, en el papel de Jackie Cook, quien fue un personaje recurrente durante algunas temporadas. Tessa continuo con frecuentes apariciones en televisión, en series como Cold Case, Grey´s Anatomy, Private Practice y Heroes.

Su debut en cine fue con el remake de la cinta de terror When a Stranger Calls (2006), a las que siguieron las películas Make it Happen (2008), The Himan Contract (2008) y Periferia (2008)

Pero su gran éxito sucedió en 2015, por su participación en la cinta Creed (2015), donde interpretaba a Bianca, una aspirante a cantante, de la cual se enamora Adonis Creed. Para Tessa, el papel significaba más que integrarse a una cinta de renombre, también le dio la oportunidad de conectarse con la carrera de su padre. Dicha cinta le abrió las puertas a las grandes producciones de cine y televisión, donde ha alternado participaciones en cintas como Thor: Ragnarok (2017), Annihilation (2018) y en la serie de HBO Westworld (2016)

Tessa también forma parte de la banda de electrojazz Caught A Ghost.