1900年9月，汤恩伯出生在浙江省金华市武义县汤恩伯村。

1912年，入武义县壶山小学读书。

1916年，高小毕业，入省立金华第七中学就读。

1917年，转入浙江省体育专科学校学习。

1918年，与永康籍马阿谦结婚。

1919年，浙江体专毕业，留校任教。后入援闽浙军讲武堂学习。长子汤恩伯建元出生。

1920年，讲武堂毕业，任浙军第1师排长，是陈仪的部下。浙军溃败后回乡，任东皋警察所巡官。

1921年，与武义巨富之子童维梓东渡日本。

1922年3月，考入日本明治大学法科，主修政治经济学。

1924年5月，辍学，回国筹集求学经费。经陈仪保送入日本陆军士官学校第18步兵科学习。

1926年，日本陆军士官学校毕业，回国任教陈仪部第一师少校参谋。与王竟白结婚。

1927年，任南京国民革命军第19军中校副团长，后任总司令部参谋处中校参谋，嗣后升任作战科科长。

1928年，任南京中央陆军军官学校第六期步兵第一大队上校大队长，12

汤恩伯是少数日本人忌惮的抗日名将。他以南口战役及台儿庄大捷被称为抗日铁汉，对中国抗日战争的贡献不可磨灭。他在因功晋升、统御大规模部队后，数十万成分复杂的军队单靠对河南省征收粮饷，无力顾全军纪，造成河南平民倒戈帮助日本人占领河南。有人认为河南人以“水旱蝗汤，河南四荒”形容河南当时之四大灾害，其中的“汤”就是汤恩伯；但也有人认为河南人民称呼土匪为“老汤”，“汤”就是土匪的意思。依照汤恩伯的宿敌李宗仁在其回忆录的暗示，汤恩伯军队的军纪非常败坏。据称吴国桢亲眼目睹汤恩伯吃空额、盗卖军用汽油等行为。

汤恩伯在对中国共产党的战争后期的表现只能用糟糕一词来形容。这不仅加深了中共方面的宿怨，也令他最终失去蒋介石的青睐。因为战争状况受限于大环境，汤恩伯屡战屡败、或不战而败。但汤恩伯唯效忠蒋介石，将国家财物及军队尽可能运往台湾，对台湾亦属有功。其长期副手陈大庆在台湾当到中华民国陆军总司令、台湾省政府主席、中华民国

汤恩伯将军作战时的指挥习惯颇有意思，他在任第31集团军总司令时，参谋长为宋涛，副参谋长万建藩。宋参谋长每天在汤恩伯总部管理大大小小的琐事，总部人员讥之为常务参谋长，万副参谋长平常不大到总部上班，一有战事，宋参谋长留守，万副参谋长则到总部指挥作战。汤恩伯在作战时，喜带参谋一人（带地图），副官一人，短枪卫士七八人

汤恩伯之喜怒无常有一趣事，1943年初汤恩伯到安徽省临泉县巡视，当地请汤恩伯看戏，排了个棒打薄情郎。汤恩伯看完，即吩咐将总部某秘书谢某关起来。众人与谢秘书均莫名其妙，原来这个谢秘书也丢了一个小脚老婆在总部的镇平留守处，不给生活之资变相遗弃。谢太太悲愤之余，有个冒失鬼出主意，不妨拦车告状，于是一次汤恩伯车队经过，谢太太即拦车递上状纸，汤恩伯看看就忘了。这回看了戏触景生情，马上主持正义，莫明其妙地将谢秘书关起来，关起来后却又忘了，没再追问，总部就将人放了，不了了之。是为一时之笑谈。

汤恩伯曾兼

汤恩伯祖父是汤李乾，祖母是群妹，父亲是武义县地主汤家彩，母亲是林秀凤。

汤恩伯第一任妻子是马阿谦，后汤恩伯给其300银元与之离婚，两人育有长子汤建元，第二任妻子是陈仪的义女王竟白，两人育有长女汤国梅、次女汤国兰、三女汤国芳、四女汤国丽和幼子汤建平。1950年陈仪被处决后，王竟白对汤恩伯产生怨恨，除四女汤国丽留在台湾外，与其余三女一子前往美国定居。

汤恩伯孙女有汤晓娟，另有胞弟汤恩华和侄子汤建宏。