Момсен родилась в Сент Луисе, Миссури. Имеет русские корни. Свою карьеру начала с трех лет, снявшись в рекламе Shake N' Bake. Первой значительной ролью для неё стала роль в фильме «Пророк смерти» с Дэнисом Хоппером. В 2000 году снялась в фильме «Гринч — похититель Рождества» с Джимом Керри. В 2002 она сыграла роль Гретель в фильме «Гензель и Гретель», в фильме «Дети шпионов 2: Остров несбывшихся надежд» и в драме «Мы были солдатами».
Последующие три года Момсен нигде не снималась. После 2006 года она сыграла в « Параноид-парк», «Спасая Шерлока» и «Пёс с нами». Пробовалась на роль Ханны Монтаны. В этом же году вышел детский фильм с участием Момсен «Фома Неверующий». В 2007 Момсен прошла кастинг на роль Дженни Хамфри в сериале "Сплетница ".В июне 2008 года, в возрасте четырнадцати лет, Момсен подписала контракт с IMG Models. Момсен стала лицом марки одежды от Мадонны Material Girl. После 2008 года Момсен много времени посвящает своей музыкальной карьере. У неё есть своя группа The Pretty Reckless где она является солисткой, гитаристкой и композитором. С мая по июнь 2009 года она со своей группой провела в гастрольном туре. Её младшая сестра, Слоун Момсен (род.1996), бывшая актриса.
В 2010 году песня группы The Pretty Reckless — «Make Me Wanna Die» стала саундтреком к фильму «Пипец». Летом певица выпустила свой первый клип на песню «Miss nothing» и практически всё лето находилась в туре (также участвовала в Vans Warped Tour 2010).
15 июля 2010 года было объявлено, что Тейлор Момсен стала лицом новой коллекции одежды Material Girl от Мадонны и её дочери Лурдес.
16 августа 2011 года Момсен сообщила, что оканчивает карьеру актрисы, чтобы полностью сконцентрироваться на музыке, и на многих концертах рок-звезды Мэрилина Мэнсона в рамках его тура «Hey, Cruel World» выступала у эпатажного музыканта на разогреве. Также исполнила с Мэнсоном на Revolver Golden Awards песню «The Dope Show».
