Élue reine du concours de beauté, au festival "Nisei Week", entièrement dédié à la culture japonaise, Tamlyn Tomita se fait alors repérer par un directeur de casting qui lui offre le rôle de Kumiko, l’intérêt romantique du héros de Karaté Kid 2, en 1986. Après une parenthèse en tant que chanteuse, sortant notamment un album au Japon, la jeune femme revient à l’écran dans le soap Santa Barbara, puis s’investit dans des projets autour du bombardement d’Hiroshima (Hiroshima Maiden, To Heal a Nation, Hiroshima : Out of the Ashes…). Elle s’illustre notamment en 1990, dans Bienvenue au paradis, histoire d’amour contrariée avec Dennis Quaid, avant de faire ses débuts sur le petit écran dans Code Quantum et Raven. Malgré sa présence dans le pilote de Babylon 5, Tamlyn Tomita décline finalement sa participation pour la suite de la série. La comédienne en herbe aborde ensuite sa première coproduction américano-japonaise avec Picture Bride et intègre les volets 2 et 4 de Vanishing Son, sur le milieu des gangsters asiatiques à Los Angeles. En 1995, elle donne la réplique à Antonio Banderas dans la comédie anthologique Groom service.

L’année suivante, Tamlyn Tomita décroche son premier rôle principal dans l’unique saison de Burning Zone : Menace imminente, dans la peau du Dr Kimberly Shiroma, appartenant à une équipe secrète de scientifiques chargée par le gouvernement américain de détecter toute menace d’infection biologique. L’actrice côtoie ensuite Skeet Ulrich et Christopher Walken dans la comédie Touch, donne la réplique à Brett Cullen dans le film d’horreur The Killing Jar, tout en apparaissant dans Chicago Hope, Will & Grace et The Shield. En 2002, elle est récurrente dans la huitième saison de JAG en tant qu’avocate, puis en tant qu’attachée de presse du Président David Palmer (Dennis Haysbert) dans la saison 2 de 24 heures chrono. Peu après, la comédienne rejoint la distribution du blockbuster de Roland Emmerich, Le Jour d’après et apparaît sous les traits de l’ambassadrice chinoise dans quelques épisodes de Stargate SG-1 et son spin-off Atlantis. Le public la retrouve ensuite en brillante scientifique dans Eureka et campant la mère d’Hiro (Masi Oka) dans Heroes. Après un second rôle dans le film d’épouvante The Eye, porté par Jessica Alba, en 2008, sa carrière se tourne davantage vers le petit écran où elle multiplie les apparitions (Hôpital central, Mentalist, Esprits criminels, Les experts: Miami, Private Practice…).

En 2010, Tamlyn Tomita interprète la mère du protagoniste de Tekken, long-métrage mettant en scène la célèbre série de jeux vidéos de combat japonais. L’actrice étoffe ensuite sa filmographie de rôles récurrents : dans la peau d’une médecin légiste dans la première saison de Los Angeles police judiciaire ; d’une mère soutenant son fils Mike (Harry Shum Jr) dans sa décision de devenir acteur de comédie musicale contre l’avis de son père dans Glee ; et d’une femme d’affaires au service de la compagnie produisant le sang synthétique dont les vampires de True Blood se nourrissent. Elle incarne ensuite ponctuellement Noshiko Yukirama, mère de Kira (Arden Cho), dans la série à succès Teen Wolf, à partir de la saison 3. Après un passage par NCIS Los Angeles, Murder et Zoo, Tamlyn Tomita intègre le casting de la série d’espionnage Berlin Station en 2016, aux côtés de Richard Armitage et Rhys Ifans. L’année suivante, la chaîne ABC fait appel à elle pour prêter ses traits à Allegra Aoki, la Présidente de la fondation contrôlant l’hôpital de San José dans The Good Doctor. Convaincue par Aaron Glassman (Richard Schiff), cette dernière accepte de recruter le jeune autiste Shaun Murphy (Freddie Highmore) comme chirurgien, dans son établissement.

L.P.