어린 시절부터 할머니와 함께 생활했다. 데뷔 초까지는 할머니와 살았고 이후로는 독립해서 혼자 살고 있다.

이름은 아버지가 지어준 것으로, 태어났을 때 동네에 배꽃이 만개한 것에서 따와 '클 태(泰)'에 '배나무 리(梨)'를 붙인 이름이다. 어머니는 정치를 했으면 하는 바람에서 '태정(泰政)'을 원했지만, 아버지가 출생신고하러 가는 길에 바꾸었다고 한다.

남들과 비슷하고 평범한 학창 시절을 보냈다. 조용하지는 않지만 흔히 말하는 시끄러운 아이도 아니었으며 친한 친구들끼리 어울리며 즐겁게 생활했다고 한다. 그림 그리는 것을 좋아해서 미술 쪽으로 도전해 볼 생각에 특성화고등학교인 영신간호비즈니스고등학교의 디자인과로 진학했지만, 하다 보니 자신의 길이 아닌 것을 깨달았다고. 이후 막연하게 아나운서를 꿈꾸고 경희대학교 언론정보학부에 지원했다. 당시까지만 해도 연기에 대한 관심은 하나도 없었고, 영화 역시 유명 감독의 영화가 개봉하면 관람하는 정도로 영화에 대한 관심도 크지 않았다고 한다.

그러다 대학교에서 연극 동아리를 통해 연기를 처음 접하게 된다. 김태리는 신입 단원을 모집하는 연극을 보고 대학생활을 즐기고 싶어 연극 동아리에 가입했다. 그리고 2학년 때 공연 준비부터 무대 연기, 관객들의 박수까지 모든 것이 좋았던 그곳에서 자신의 길을 배우로 결정했다. 연극을 하며 생전 경험한 적 없는 큰 재미를 느꼈고 배우라는 직업은 평생 가져도 질리지 않을 것 같다는 확신이 들었다고 한다. 부모님은 배우의 길을 크게 반대하지 않았고, 자신을 앉혀놓고 동아리 때려치우라며 달가워하지 않던 친척들도 공연하는 것을 보고 마음을 바꿨다고 한다. 이후, 연극 활동을 하다가 영화 《아가씨》에 캐스팅되며 배우 김태리로 활동 중이다.