大阪府大阪市に生まれる。京都市立美術大学に入学するが半年で退学。大阪市立美術館付設美術研究所に通い、後に夫となる金山明に助言を受けるようになる。1955年には金山、白髪一雄、村上三郎とともに、吉原治良が主導する「具体美術協会」に参加。様々な色に着色された電球と電気コードに覆われた「電気服」を制作し一躍注目を集める。サム・フランシス等との交流から次第に平面作品へと制作の中心が移行し、大小さまざまの色鮮やかな円と、電気コードのように絡み合った線を表した絵画を制作するようになる。2001年には、回顧展として「田中敦子 未知の美の探求 1954－2000」（芦屋市立美術館、静岡県立美術館に巡回）が開催された。