1968 yılında Adana‘da doğdu. Babası Türk Siyasi tarihinin renkli simalarından CHP eski Genel Sekreteri Kasım Gülek’ti. 1991 yılında Harvard Üniversitesi Ekonomi Bölümü’nden mezun olan Gülek, Yüksek Lisansını London School of Economics’te tamamladı.

1994-1999 yılları arasında Başbakanlıkta danışman olarak çalışan Gülek, bu görevi sırasında, Bakü- Ceyhan boru hattı, ekonomi koordinasyonu, Avrupa Birliği koordinasyonu, Güneydoğu Anadolu kalkınma projesi ve devlette toplam kalite yönetiminin uygulanması konularında çalıştı.

18 Nisan 1999 seçimlerinde DSP Adana milletvekili olarak 21. Dönem TBMM’ye en genç kadın milletvekili olarak girdi. 12 Temmuz 2002 tarihinde Kıbrıs’tan ve Yurt Dışında Yaşayan Vatandaşlardan sorumlu Devlet Bakanı olarak atandı.
Hükümetin en genç bakanı olan Tayyibe Gülek 2002 yılında Dr. İlker Domaç ile evlendi.

Meclis’te görev yaptığı sürede Avrupa Konseyi Parlamenter Meclisi Türk Delegasyonu üyesi ve de Batı Avrupa Birliği Türk Delegasyonu üyesi olan Gülek, Avrupa Konseyi Parlamenter Meclisinde Hukuk ve İnsan Hakları Komisyonu Başkan Vekilliğinin yanı sıra Kadın-Erkek Eşitliği Komisyonu üyeliği de yaptı.

2002 yılında Dünya Ekonomik Forumu (World Economic Forum, Davos) tarafından Geleceğin Genç Liderleri arasına seçildi.

2004 yılından bu yana Ankara merkezli faaliyet gösteren düşünce-araştırma merkezlerinden USAK’ın (Uluslararası Stratejik Araştırmalar Kurumu) onursal başkanı olan Gülek 2007 yılından itibaren bir dönem Demokratik Sol Parti Genel Başkan Yardımcısı olarak görev yaptı.

AK Parti, 22 Temmuz 2007 tarihinde yapılan genel seçimlerde Tayyibe Gülek’e adaylık teklifi götürdü.