<Марсель Жермен Тайллефесс родилась в Сен-Мор-де-Фоссе, Валь-де-Марн, Франция, но в юности сменила фамилию с "Тайллефесс" на "Тайллеферр", чтобы насолить отцу, который отказался поддерживать ее музыкальные занятия. Дома она училась играть на фортепиано с матерью, сочиняя короткие собственные произведения, после чего начала учиться в Парижской консерватории, где познакомилась с Луи Дюреем, Франсисом Пуленком, Дариусом Мийо, Жоржем Ауриком и Артуром Хонеггером. В Парижской консерватории ее мастерство было отмечено премиями в нескольких номинациях. В частности, Тайллеферр написала 18 коротких произведений в сборнике "Petit livre de harpe de Madame Tardieu" для Каролины Луиджини, доцента консерватории по классу арфы.
Со своими новыми друзьями она вскоре стала общаться с артистической толпой парижских районов Монмартр и Монпарнас, включая скульптора Эммануэля Сентора, который позже женился на ее сестре Жанне. Именно в монпарнасском ателье одного из ее друзей-художников зародилась первоначальная идея Les Six. Публикация манифеста Жана Кокто "Le coq et l'Arlequin" привела к появлению в прессе статей Анри Колле, которые мгновенно прославили группу, единственной участницей которой была Тайллеферр.
В 1923 году Тайллеферр начала проводить много времени с Морисом Равелем в его доме в Монфор-л'Амори. Равель поощрял ее к участию в конкурсе Prix de Rome. В 1926 году она вышла замуж за Ральфа Бартона, американского карикатуриста, и переехала на Манхэттен, Нью-Йорк. Бартон, как и отец Тайллеферр, не поддерживал ее музыкальные увлечения. В своих мемуарах Тайллеферр упоминает, что почти не сочиняла в течение 2,5 лет, пока они были женаты. Она оставалась в Соединенных Штатах до 1927 года, когда они с мужем вернулись во Францию. Вскоре после этого они развелись.
В 1920-е годы Тайллеферр написала многие из своих самых значительных произведений, в том числе Первый фортепианный концерт, Концертино для арфы, балеты "Le marchand d'oiseaux" (самый часто исполняемый балет в репертуаре Ballets suédois в 1920-е годы), La nouvelle Cythère, который был заказан Сергеем Дягилевым для злополучного сезона 1929 года знаменитого Ballets Russes, и Sous les ramparts d'Athènes в сотрудничестве с Полем Клоделем, а также несколько новаторских партитур для фильмов, включая B'anda, в которой она использовала африканские темы.
В 1931 году она родила своего единственного ребенка, дочь Франсуазу Лажеат, от адвоката Жана Лажеата. Через год супруги поженились, а в 1955 году развелись после многолетней разлуки.
1930-е годы были еще более плодотворными: Концерт для двух фортепиано, хора, саксофонов и оркестра, Скрипичный концерт, оперный цикл Du style galant au style méchant, оперы Zoulaïna и Le marin de Bolivar, а также ее шедевр La cantate de Narcisse в сотрудничестве с Полем Валери. Среди ее работ в области киномузыки - "Маленький выбор" Мориса Клоша и ряд документальных фильмов.
В начале Второй мировой войны она была вынуждена оставить большинство своих партитур в своем доме в Грасе, за исключением недавно законченных "Трех этюдов для фортепиано с оркестром". Бежав через Испанию в Португалию, она села на корабль, который доставил ее в Соединенные Штаты, где она прожила военные годы в Филадельфии, штат Пенсильвания.
После войны, в 1946 году, она вернулась на родину во Францию, где сочиняла оркестровую и камерную музыку, а также множество других работ, включая балеты "Париж-Магия" (с Лизе Деларм) и "Паризиана" (для Королевского балета Копенгагена), оперы "Маленький мореплаватель" (с Анри Жансоном), "Долорес", "Маленькая сирена" (с Филиппом Супо, по мотивам сказки Ганса Христиана Андерсена "Русалочка"), и Le maître (на либретто Ионеско), музыкальная комедия Parfums, Концерт des vaines paroles для баритона, фортепиано и оркестра, Концерт для сопрано с оркестром, Концертино для флейты, фортепиано и оркестра, Второй концерт для фортепиано, Концерт для двух гитар с оркестром, Вторая соната для скрипки и фортепиано и Соната для арфы, а также внушительное количество партитур для кино и телевидения. Большая часть этой музыки была опубликована только после ее смерти.
В 1976 году она получила должность аккомпаниатора в детском классе музыки и движения в École alsacienne, частной школе в Париже. В последний период своей жизни она сосредоточилась в основном на малых формах из-за обострившихся проблем с артритом рук. Тем не менее она создала Шампетрскую сонату для гобоя, кларнета, фагота и фортепиано; Сонату для двух фортепиано; Хорал и вариации для двух фортепиано и оркестра; серию детских песен (на тексты Жана Тардье); пьесы для юных пианистов. Ее последним крупным произведением стал Концерт верности для колоратурного сопрано с оркестром, премьера которого состоялась в Парижской опере за год до ее смерти.
Жермена Тайллеферр продолжала сочинять вплоть до нескольких недель до своей смерти, 7 ноября 1983 года в Париже. Она похоронена в Куинси-Вуазен, Сена-и-Марна, Франция.
В Великобритании в последнюю неделю июля 2023 года на BBC Radio 3 в рамках одной из серий "Композитор недели" транслировались пять часов биографии и критики произведений Тайллеферр, включая записи ее произведений (доступны в виде подкастов).
