Татьяна Голембиевская родилась в Киеве, в семье художников Николая Молоштанова и Ангелины Голембиевской. Закончила Киевский государственный художественный институт. Её педагогами были Костецкий Владимир Николаевич|Костецкий, Трохименко, Григорьев.
В 1965 году закончила обучение в творческих мастерских Академии художеств СССР.
В 1968 году начала преподавать в Киевском государственном художественном институте, позже, в 1984 году получила звание профессора. А с 1998 года - руководитель группы аспирантов-стажёров станковой живописи Национальной академии изобразительного искусства.Умерла Татьяна Николаевна в Киеве на 82 году жизни.