Cseh Tamás 1943. január 22-én született Budapesten. Tizenhárom éves koráig a Fejér megyei Tardoson élt, középiskolai tanulmányait a fővárosi József Attila Gimnáziumban végezte. Korán felfigyeltek kézügyességére, a gimnáziumi osztályban ő volt a legjobb rajzoló. A kötelező ünnepekre olyan plakátokat, dekorációkat készített, hogy a tanárok és az osztálytársak csak ámultak. A Budapesti Tanítóképző Főiskolán, az egri Tanárképző Főiskola rajztanári szakán, majd a Képzőművészeti Főiskolán tanult, 1967-től hét évig rajzot tanított Budapesten egy kőbányai általános iskolában. 1970-ben kezdett dalokat írni Bereményi Géza író, filmrendezővel, akivel az év decemberében ismerkedett meg. Barátságuk és munkakapcsolatuk a vízivárosi Iskola utca egyik albérletében kezdődött, itt születtek a legendás, egy nemzedék életérzését kifejező dalok, a sorban az első 1971-ben Az ócska cipő volt. Egykori lakóhelyükön, a ház bejáratánál ma tábla található egy különleges lakónévsorral, a lemezeken szereplő személyek neveivel (köztük Antoine és Desiré, Fáskertiné, Ács Mari, Poremba Éva, Vetró Irén és a többiek).
Bereményi írta csaknem az összes Cseh Tamás-lemez szövegét, négy évtized közös munkájának eredménye mintegy húsz album és tucatnyi est.
(A kivétel az 1986-os Mélyrepülés, amelyhez Csengey Dénes írta a szöveget.)
Cseh Tamás 1971 tavaszán egy Kex-koncert szünetében játszott először közönség előtt, három dalt adott elő gitárkísérettel. Első estje, az Ad Libitum együttes közreműködésével Dal nélkül címmel készült. Első lemeze, a Másik Jánossal közösen készített Levél nővéremnek 1977-ben jelent meg. Ennek folytatása húsz évvel később Levél nővéremnek 2. címmel készült el, és 2004-ben jelent meg az Igazi levél nővéremnek című CD. Legkedvesebb emlékeit albumai közül saját bevallása szerint az 1978-as Fehér babák takarodója hordozza. 1974-től a 25. Színházban, majd a Várszínházban, 1982 és 1998 között a Katona József Színházban, 1998-tól a Bárka Színházban adott önálló esteket, összességében mintegy ezerkétszáz dal szerzője. Több klasszikus színházi előadásban is színpadra lépett. Utolsó, Fel nagy örömre című karácsonyi lemezét 2008-ban adta ki. 2009 őszén tíz DVD-n jelent meg Összes dalok időrendben című koncertsorozatának felvétele.
Egyszerű, sallangmentes előadó volt, élete végéig küzdött a lámpalázzal, ha színpadra állt.
Valóságos kultusza alakult ki, kiénekelte, amit a Kádár-rendszerben kimondani nem lehetett. Betétszámot írt Bacsó Péter Szerelmes biciklisták, Nyár a hegyen című filmjeihez, majd Jancsó Miklós több filmjében (Még kér a nép, Szerelmem, Elektra, Szörnyek évadja, Kék Duna keringő) játszott. Főszerepet kapott a Nyom nélkül című krimiben, szerepelt a Kutya éji dala, az Idő van, A turné, a Csinibaba, a 6:3, avagy Játszd újra, Tutti! című alkotásban. Egyik alkotója volt a Tatabányán bemutatott A legvidámabb barakk című kiállításszínháznak, 1998-tól 2006-os megszűnéséig vezette a Századunk című televíziós tévésorozatot, fellépett a Cimbora című népszerű televíziós gyermekműsorban, amelynek ő énekelte a főcímdalát. Pályája több szakaszában forgattak róla filmet (Elek Judit 1974-ben, Fehér György 1978-ban, Fonyó Gergely 2001-ben), Szász János rendező Utóirat címmel dalaiból készített tévéfilmet 1988-ban.
Életének meghatározó része volt az indián kultúra iránti vonzódása.
Társaival 1961-ben Bakonybél közelében a Bakony hegység egyik eldugott völgyét indián területté nyilvánították, ettől kezdve egészen haláláig minden évben megszervezték az indiántábort, elmélyült kutatást folytattak választott törzsük történetéről. Cseh Tamás, akinek Füst a szemében volt az indián neve, 1997-ben adta ki Hadiösvény című regényét, amelyet ő is illusztrált. 2006 végén jelent meg válogatásában és fordításában a Csillagokkal táncoló Kojot, észak-amerikai síksági indián mesék című kötet, amelyet saját előadásában hangoskönyvként is kiadtak, a könyv alapján animációs film is készült. Munkásságát 1993-ban Liszt Ferenc-díjjal ismerték el, 1994-ben megkapta a Magyar Köztársasági Érdemrend tisztikeresztjét, 1998-ban a Pro Urbe Budapest díjat vehette át. 2001-ben Kossuth-díjjal tüntették ki műfajteremtő előadóművészi teljesítményéért, egy korszak életérzését emlékezetesen tolmácsoló, a hétköznapok prózáját és költészetét egyidejűleg megragadni képes dalaiért. 2008-ban Budapest VIII. kerületének, a következő évben Bakonybélnek is díszpolgára lett, 2009-ben posztumusz Magyar Örökség-díjat kapott.
2006-ban gyógyíthatatlan betegséget diagnosztizáltak nála, augusztus végén adta utolsó koncertjét a Bakáts téren. A következő évben jelent meg Bérczes László Cseh Tamás beszélgetőkönyve. Cseh Tamás 2009. augusztus 7-én, Budapesten halt meg.
Dalai emlékkoncerten csendültek fel a többi közt a Sziget Fesztiválon, nevét vette fel a Bárka Színház egyik terme, Gyöngyössolymoson domborműve látható. Egykori lakhelyétől nem messze, a budapesti Szent Gellért téren 2013 óta egész alakos szobor őrzi emlékét, mellette egyik dalának néhány sora olvasható, az utcaburkolatba vésett grafika pedig az indián énekest idézi meg. Egyik védnöke volt a 2008-ban indult Ördögkatlan fesztiválnak.
Cseh Tamás nyomában Budán címmel évek óta emléksétát szerveznek, s 2014-től három évig az ő nevét viselte a hazai könnyűzene támogatására meghirdetett program. A budai Várban, az Úri utcai egykori Mailáth-palotában működik a Cseh Tamás Archívum, amely az énekes hagyatékát, a hozzá kapcsolódó valamennyi fellelhető dokumentumot, hang- és képanyagot őrzi. Képzőművészeti munkáiból több alkalommal szerveztek kiállítást, 2014-ben megjelent grafikáit tartalmazó önálló albuma. Nyolcvanéves lett volna tavaly, ez alkalomból a Petőfi Irodalmi Múzeum kiállítást rendezett, amelyen személyes tárgyak, fényképek, kéziratok, különleges archív felvételek segítségével megidézték életének és a dalok történetének néhány fontos állomását.
