中学毕业后，汤灿考上了护士学校，但她不能接受剪掉长发的就读要求，于是在株洲幼儿师范学校读了三年幼儿师范专业 。期间，在一次文艺汇演中，被来审查节目的李晓贰夸赞 。于是，汤灿前往长沙找寻李晓贰学习声乐并拜其为师 。在接受了一些专业训练之后，汤灿重新参加高考 。
1991年，考入武汉音乐学院声乐系 。1995年7月，本科毕业后被分配到中国歌舞团工作 。
1998年，她的歌曲《好梦成真》获得中国音乐电视大奖赛银奖 。
1999年，参加中央电视台元旦晚会，与火风对唱歌曲《开门红》 。同年，发行个人首张音乐专辑《祝福祖国》 。
2000年，参加中央电视台春节联欢晚会，演唱歌曲《开门红》 。同年，汤灿推出“新民歌”风格的歌曲《幸福万年长》 。
2001年，她的歌曲《祝福祖国》获得中宣部精神文明建设“五个一工程”奖 。
2002年1月，发行音乐专辑《幸福万年长》 。12月，她的歌曲《家乡美》获得2001年度中国广播新歌政府奖二等奖 。
2003年1月，参加中央电视台春节联欢晚会，演唱歌曲《美丽西部》 。同月，她的歌曲《家乡美》获得第9届全球华语音乐榜中榜最受欢迎音乐录影带奖 。3月，发行个人首张DVD专辑《幸福万年长》 。同月，参加中国文学艺术界大联欢，参与演唱歌曲《对花》 。6月，发行录音室专辑《祖国-情系人民》，该专辑获得首届中国轻音乐学会“学会奖”最佳民通专辑奖 。11月，为电视剧《天龙八部》演唱插曲《莲美人》 。
2004年1月，参加中央电视台春节联欢晚会，演唱歌曲《情系人民》 ，该节目获得央视春晚观众喜爱节目奖三等奖 。4月，获得中国音乐电视内地最受欢迎的新人奖 。7月，获得第6届CCTV-MTV音乐盛典内地年度最佳民歌女歌手奖 。8月，为了纪念邓小平诞辰100周年，推出音乐电视《你从春风中走来》 。12月，在音乐剧《雪狼湖》中饰演宁静雪 。
2005年，为电视剧《大长今》演唱中文主题曲《呼唤》 。8月，担任首届全国少儿歌手电视大赛评委 。
2005年11月9日，汤灿与东方歌舞团签订两年合约 。
2006年3月，担任环球小姐中国区总决赛评委 。7月，获得“金号2006”全国听众喜爱的歌手十大金牌歌手奖 。12月，发行音乐专辑《爱的月光》，该专辑在传统民歌的基础上重编融入了流行音乐元素，收录了《茉莉花》《康定情歌》《远方的客人请你留下来》等曲目 。2007年9月，赴加拿大参加“中加‘手拉手’为奥运喝彩”演出。10月，为迎接党的十七大召开，推出《阳光季节》MV，并在中央电视台播出。
2008年2月，参加中央电视台春节联欢晚会，演唱歌曲《中华全家福》 。7月15日，在希腊雅典国立音乐厅举行“光荣与梦想奥运之旅演唱会” 。8月24日，担任北京奥运会闭幕式表演嘉宾，参与演唱歌曲《今夜月明》 。9月，参加中央电视台中秋晚会，演唱歌曲《往事如昨》 。
2008年9月21日，签约光线经纪公司，推出单曲《光荣与梦想》 。
2009年3月，为中华人民共和国60华诞而发行的单曲碟《红旗飘扬》及词曲作者手稿，被军事博物馆永久性收藏 。12月，担任第5届东亚运动会开幕典礼表演嘉宾，演唱开幕式主题曲《今夜烟花特别红》 。同月，获得BQ红人榜年度红歌手奖 。
2010年2月，参加中央电视台元宵晚会，演唱歌曲《把欢乐举起来》 。同月，担任北京卫视环球春晚表演嘉宾，与维塔斯共同演唱歌曲《青藏高原》 。8月，获得伊金霍洛“中国民歌榜”颁奖典礼最具人气女歌手奖 。2010年9月13日，汤灿被特招入伍，正式成为北京军区政治部战友文工团的独唱演员。入伍后，被授予了文职级别3级，专业技术5级，大校军衔，享受正师级待遇 。
2011年1月，参加“中国文学艺术界春节大联欢”，与冯家慧共同演唱开场曲《新编龙船调》 。2月，参加中央电视台春节联欢晚会，与祖海、王丽达、常思思共同演唱歌曲《因为有你》 。3月，为电视剧《拯救女兵司徒慧》演唱主题曲《为你而活》 。4月，与韩磊共同演唱西安世园会主题曲《送你一个长安》 。6月，出演的电视剧《开天辟地》播出，她在剧中饰演宋美龄一角 。同月，她演唱的电视剧《中国1921》主题歌《开始》获得第5届中国移动无线音乐盛典咪咕汇建党90周年特别献礼金曲奖 。11月，为电影《杨门女将之军令如山》演唱同名主题曲《杨门女将》 。
汤灿出身于中医世家，母亲是中医。父亲姓易，母亲姓汤。出生前，因为家里已经有两个女孩，所以汤灿的母亲决定，生下女孩就跟随母姓，给她起名叫汤亮。因为汤灿出生那天的太阳特别美，所以改名为汤灿 。
汤灿火炬手传递
2004年5月，汤灿担任湖南省张家界市的旅游形象大使，并演唱了主题曲《只因你太美》 。2005年1月，将七场《雪狼湖》的所得收入35万元，全数捐给广东儿童教育基金会 。2006年8月，在“情系大湘南”赈灾义演中，向灾区捐款6万元 。2007年3月，向湖南省株洲市炎陵县沔渡镇中心小学捐款30万元，用于修建希望小学 。7月，担任“长城文化国际荣誉大使” 。2008年4月，参加“奥运会倒计时100天”文艺演出，由她演唱的歌曲《幸福飘香》被评选为北京奥运会优秀歌曲 。5月，担任“母婴平安120行动爱心大使” 。5月14日，参与录制“抗震救灾众志成城”音乐电视作品《相信爱》，用歌声为灾区群众送去祈祷和祝福 。5月19日，参与演唱汶川地震赈灾歌曲《我们心在一起》 。5月30日，参加“以生命的名义”四川抗震救灾文艺晚会，演唱歌曲《情系人民》 。7月22日，作为奥运火炬手，在山东曲阜传递奥运火炬 。
2010年3月，在“母亲水窖・润泽十年”宣传倡导活动中，获得“公益大使”称号 。4月，在“情系玉树大爱无疆”抗震救灾募捐活动中，向灾区捐款20万港元 。6月，到甘肃省天祝县旦马乡横路村，出资20万元在该地区修建“母亲水窖” 。9月18日，在上海大舞台举行“爱，让生活更美丽”公益演唱会 。11月，担任第16届广州亚运会闭幕式表演嘉宾，与廖寰、潘彦琦共同演唱开场曲《月光光》 。12月，担任广州亚残运会开幕式开幕式表演嘉宾，演唱开幕式主题曲《爱的相遇》 。
2011年4月，出席首都大学生第十五届“绿桥”暨全国青少年绿色长征活动启动仪式，并担任“绿色志愿大使” 。10月，获得《时装L'OFFICIEL》中国公益优雅女性榜样颁奖盛典年度中国公益优雅引领榜样奖 。
汤灿的音色很宽，声音很高（张学友评 ），是一个会动脑的歌手，很会发挥自身特点（金铁霖评 ）。她能够用传神的演唱，将词曲作者呕心的创作完整地呈现给观众（葛根塔娜评 ）。