Née à Saint-Georges-de-Beauce, élevée à Regina après un passage à Halifax, Tammara Thibeault suit les traces de son père, un ancien joueur de la Ligue canadienne de football, qu’elle a vu boxer à l’âge de 10 ans. Elle n’a jamais oublié ce combat.

Quelques années plus tard, Tammara rejoint le club de boxe local de Shawinigan et son père devient son entraîneur, à temps perdu. Elle est vite remarquée par un ancien de Boxe Canada si bien que la boxeuse de 1,83m prend la direction de Montréal pour s’entraîner à l’Institut National du Sport.

Elle poursuit sa progression sous l’œil aguerri de João Carlos Barros. En 2017, Tammara remporte la médaille d’or des Championnats canadiens. Après une médaille de bronze aux Jeux du Commonwealth de 2018, elle a enlevé l’argent l’année suivante aux Jeux panaméricains. Elle avait d’abord reçu le bronze à Lima, mais la disqualification pour dopage de son adversaire colombienne en demi-finale l’a fait grimper d’une marche. Deux mois plus tard, la Canadienne gagne le bronze aux Championnats du monde, en Russie. 

À ses débuts olympiques à Tokyo 2020, Thibeault s’est rendue jusqu’aux quarts de finale, égalisant le meilleur résultat du Canada en boxe féminine, toutes catégories confondues. Au mois de mai 2022, Tammara a remporté la médaille d’or aux Championnats du monde de boxe IBA.

En plus de s’entraîner à plein temps, la boxeuse détient un baccalauréat en urbanisme de l’université Concordia.