Der ungewöhnliche Vorname der Sense8-Darstellerin war ursprünglich der Spitzname ihrer Großmutter für ihre Mutter (tuppence=zwei Pence).
Tuppence Middleton wächst mit einer älteren Schwester und einem jüngeren Bruder in Clevedon, Somerset auf und steht bereits als Kind auf der Bühne des Schultheaters. Nach ihrem Schulabschluss an der Bristol Grammar School beginnt sie Schauspiel an der Arts Educational School in Chiswick, London zu studieren und beendet ihre Ausbildung dort mit Auszeichnung.
Ihre erste professionelle Schauspielrolle erhält Middleton 2008 in einer Doppelepisode Bones. Aufmerksamkeit zieht sie mit ihrer Rolle in der Horrorcomedy „Tormented“ 2009 auf sich.
Nach Gastrollen 2011 in der britischen Comedyserie Friday Night Dinner und in Sirens erscheint sie 2012 im Thriller „Cleanskin“ neben Sean Bean und Charlotte Rampling. Außerdem erhält sie eine wiederkehrende Rolle in Sinbad.
2013 sieht man Tuppence Middleton in der Krimiserie Lewis, in der Miniserie „Spies of Warsaw“ sowie in einer Episode Black Mirror. An der Seite von Benedict Cumberbatch und Keira Knightley spielt die Darstellerin im Spionagefilm „The Imitation Game“ (2014) mit. 2015 ist sie als in Kalique Abrasax „Jupiter Ascending“ auf der Kinoleinwand zu sehen und übernimmt eine Hauptrolle in der Netflix-Serie Sense8.