Fue premio Pulitzer en 1947 y está enterrada en el Panteón de París.

Tillion pasó su juventud con su familia en Clermont-Ferrand.

Se fue a París para estudiar antropología social con Marcel Mauss y Louis Massignon, obteniendo títulos de la École pratique des hautes études, la École du Louvre y el INALCO.

Cuatro veces entre 1934 y 1940 realizó trabajos de campo en Argelia, estudiando a los bereberes y chaoui en la región de Aures, en el noreste de Argelia, para preparar su doctorado en antropología.

Durante la Segunda Guerra Mundial se destacó en la resistencia francesa, habiendo sido agraciada con el premio Pulitzer en 1947 por sus actos heroicos durante el conflicto.