Закончила 1 Ленинградский медицинский институт им. акад. И. П. Павлова в 1974 году. В 1974—1976 прошла обучение в клинической ординатуре по хирургии, с 1976 по 1992 год работала в клинике и на кафедре факультетской хирургии Института им. И. П. Павлова старшим лаборантом, врачом-реаниматологом, старшим научным сотрудником группы ЦНИЛ по разработке хирургических методов лечения болезней сердца.
В 1986 г. защитила кандидатскую диссертацию по специальности 14.00.27 — хирургия на тему «Особенности раннего периода после еюноилешунтирования у больных ожирением и гиперлипопротеидемией».
С 1992 по 2006 год Т. В. Вавилова занимала должности ассистента, доцента, профессора курса (далее – кафедры) клинической лабораторной диагностики СПбГМУ им. акад. И. П. Павлова. В 2004 г. защитила докторскую диссертацию по специальностям 14.00.46 – клиническая лабораторная диагностика и 14.00.44 – сердечно-сосудистая хирургия на тему «Система гемостаза у больных с механическими искусственными клапанами сердца».
В 2006—2011 гг. возглавляла курс клинической лабораторной диагностики кафедры госпитальной терапии СПбГМА им. И. И. Мечникова; в 2011—2013 работала профессором кафедры клинической лабораторной диагностики Северо-Западного государственного медицинского университета им. И. И. Мечникова.
Неоднократно проходила подготовку по специальности (2007 – 2012 гг.) и педагогике (2008, 2011) в образовательных учреждениях Санкт-Петербурга и Москвы. Имеет сертификаты по специальностям «клиническая лабораторная диагностика» и «гематология». Проходила ознакомительную стажировку в лабораториях США (г. Атланта, 1994) и Швеции (г. Карлштад, 2005).
Т. В. Вавилова является членом правления Всероссийского общества по изучению тромбозов, геморрагий и патологии сосудистой стенки им. Шмидта-Кудряшова, членом лабораторного совета при Комитете по здравоохранению Администрации Санкт-Петербурга, представителем Санкт-Петербурга (аффилированного члена) в Международной Федерации клинической химии (IFCC) и в Европейской Федерации по лабораторной медицине (EFLM). Член редакционной коллегии журнала «Клинико-лабораторный консилиум», СПб; член редакционной коллегии журнала (ВАК) «Профилактическая и клиническая медицина», заместитель главного редактора, СПб; член редакционного совета научно-практического журнала «Гемостазиология», Барнаул.
Сфера научных интересов: изучение молекулярных механизмов тромботических событий, ранняя диагностика предтромботических состояний и мониторинг антитромботической терапии.