В 1955 году окончила кафедру географии почв географического факультета МГУ, а в 1967 году – вечернее отделение кафедры кристаллографии и рентгеноструктурного анализа геологического факультета Московского университета.
С 1956 по 1969 гг Татьяна Алексеевна работала в Почвенном институте им. Докучаева, а в 1969 году была приглашена на работу на факультет почвоведения МГУ в лабораторию по изучению глинистых минералов. В 1981 году Т.А. Соколова защитила докторскую диссертацию на тему «Глинистые минералы в почвах гумидных внетропических областей СССР».
Т.А. Соколова являлась лидером советского и российского почвоведения в изучении глинистых минералов в почвах. Вместе со своими учениками выполнила масштабные работы по изучению сорбционных свойств почв, ионного обмена в почвах, кислотности и кислотно-основной буферности почв, трансформации глинистых минералов в почвах в условиях современного образования и оценке роли биоты в этом процессе.
Татьяна Алексеевна Соколова была прекрасным педагогом и наставником для студентов, аспирантов и молодых коллег. С 1984 года она работала профессором на кафедре химии почв, где читала спецкурсы «Глинистые минералы в почвах», «Кинетика некоторых почвенных процессов», «Калийное состояние почв», «Химические основы мелиорации кислых почв» и многие другие.
Под руководством Татьяны Алексеевны защищено 35 кандидатских и несколько докторских диссертаций. Она является автором более 260 научных статей, 16 монографий и учебных пособий.
С 1956 года Т.А. Соколова была избрана действительным членом Всесоюзного общества почвоведов при АН СССР. Лауреат премии Госкомобразования за работу «Современные методы исследования почв» (1985), лауреат Ломоносовской премии за педагогическую деятельность (2010).
