Актриса Таисия Вилкова родилась 25 октября 1996 года в Москве в семье актера столичного театра «У Никитских ворот» Александра Вилкова. Она окончила актерский факультет Школы-студии МХАТ, затем была принята в труппу Театра им. Пушкина.
Вилкова впервые снялась в кино в семилетнем возрасте – в сериале Юрия Кары «Звезда эпохи». За эту работу юная актриса получила хорошие отзывы критиков, ее стали приглашать в другие проекты. В детстве и подростковом возрасте она снималась в сериалах «Папенькин сынок» и «Фотограф», в фильме «Выкрутасы». Известность Вилковой принес сериал «Деффчонки», выходивший в 2012-2014 годах на канале ТНТ.
Одна из самых заметных взрослых ролей актрисы – Лиза Данишевская в кинотрилогии по произведениям Николая Гоголя («Гоголь. Начало», «Гоголь. Вий», «Гоголь. Страшная месть»). По состоянию на 2023 год в фильмографии Вилковой больше 30 ролей в кино и сериалах: «Дед Мороз. Битва магов», «Отличница», «Елки новые», «Человек из Подольска», «Доктор Лиза», «Бендер», «Алиса не может ждать».
В 2020 году Таисия Вилкова вышла замуж за режиссера Семена Серзина. В том же году у пары родилась дочь Серафима.