Córka Ludovica Tullego, Włocha, tłumacza z języka polskiego na włoski, i Renaty, socjolożki. Część dzieciństwa spędziła w Mediolanie. W latach 1970–1974 uczęszczała do Liceum Ogólnokształcącego im. Narcyzy Żmichowskiej w Warszawie.
W 1974 roku po zdaniu matury zaczęła studiować biologię na Uniwersytecie Warszawskim, gdzie w 1979 roku uzyskała magisterium. Następnie przez pół roku pracowała na Stacji Antarktycznej im. H. Arctowskiego, kierowanej przez Zakład Biologii Antarktyki PAN. W 1983 roku uzyskała doktorat w Instytucie Biologii i Zoologii PAN. W 1982 roku była kurierką redakcji bezdebitowego „Tygodnika Mazowsze”.
W latach 1982–1986 pracowała początkowo jako salowa na bloku operacyjnym, następnie przeprowadzała perfuzję przy operacjach kardiochirurgicznych w II Klinice Kardiochirurgii przy ul. Spartańskiej w Warszawie. W latach 1986–1991 studiowała psychologię na Uniwersytecie Warszawskim.
W celach zarobkowych zajmowała się tłumaczeniem książek z różnych dziedzin, głównie z języka angielskiego (przekłady podpisywała między innymi pseudonimem „Marek Nocny”). Przekłada także z języka włoskiego i francuskiego: utwory Marcela Prousta (Utracona, 2001 – szósty tom cyklu W poszukiwaniu straconego czasu), Italo Calvino (Długi dzień Ameriga, 2000) i Fleur Jaeggy – zbiór opowiadań Gniew niebios (1999) oraz powieści Szczęśliwe lata udręki (2002) i Proleterka (2003).
Tulli debiutowała w 1995 roku powieścią Sny i kamienie, za którą otrzymała Nagrodę Fundacji im. Kościelskich (1995). W następnych latach publikowała kolejne utwory prozą. W 1997 roku została członkinią Stowarzyszenia Pisarzy Polskich.
Sny i kamienie mogą być dowodem, że mamy do czynienia z nowym zjawiskiem – antyprozą, a więc na pewno nie z prozą niefabularną, ponieważ na różne sposoby łamiącą tradycyjne reguły fabularności. W tej powieści Magdalena Tulli jako miejsce akcji ukazuje miasto kumulujące w sobie cechy wszystkich miast, mające plan i rzeczywisty, i fantomatyczny, przy czym jest to aglomeracja poniekąd przypominająca Warszawę. Z pozoru wydaje się ona posłuszna uproszczeniom umysłu narratora, lecz w miarę rozwoju akcji coraz silniej ulega ona procesom odśrodkowej dezorganizacji. Prawdziwym tematem jest tu przemijanie i rozpad wszelkich ustanowionych porządków, cierpienie zrodzone z samej natury świata.
Z kolei akcja W czerwieni – drugiej powieści Tulii – rozgrywa się w stworzonym na jej potrzeby „świecie możliwym”, czyli zasadniczo odpowiadającym strukturze „naszego” świata, lecz pozbawionym cechy stałości realiów – tła i drugie plany na podobieństwo dekoracji teatralnych raz po raz znikają i są zastępowane innymi, mimo to postacie, rozgrywając swoje dramaty, przeżywając cierpienia, żyjąc i umierając, nie zwracają uwagi na tę zmienność. Cierpienie jest w tej historii wszechobecne, choć opowiedziane przez niewspółczującego, bezlitosnego narratora – to zabieg literacki, który ma pełnić rolę apelu o współczucie, które miałoby znacznie pojemniejszy i bardziej uniwersalny charakter.
Tryby – trzecia powieść Tulli – przez wielu odbiorców czytana opacznie jak literacki rebus albo komentarz do teorii literatury, jest w istocie przejmującą książką o braku przejrzystości świata – więc sensu; o braku miłości, sprawiedliwości i prawdy o naszym życiu. Narrator usiłuje opowiedzieć dość banalną historię trójkąta małżeńskiego, lecz przeszkadzają mu w tym zaburzające jego konstrukcję fabularną inne, znacznie tragiczniejsze opowieści, które niejako wbrew jego woli cisną się na pierwszy plan i w rezultacie opowiadają się same, bez jego udziału (skądinąd: w ten sam sposób „opowiada się” jego własna historia). Tulli w Trybach demonstracyjnie odmawia budowania choćby pozorów realności świata przedstawionego, ale w tle tej odmowy opowieść nieustająco odwołuje się do historii rzeczywistych, czyhających za każdym zmyśleniem. Jest to niezwykle dojrzała powieść o przypadkowości i znikomości naszego istnienia, a ostatecznie być może nawet o tym, że tkwimy w metafizycznej pustce.
We Włoskich szpilkach (2011) w krótkich opowiadaniach biograficznych autorka opisuje los dziewczynki żyjącej w dwóch światach – Polski Ludowej i Włoch. Dziecku doskwiera brak ciepła ze strony rodziców, staje się również obiektem drwin ze strony koleżanek i kolegów. Język powieści jest spoetyzowany, a równocześnie niezmiernie precyzyjny. Okazuje się, że bohaterka w pewnym sensie także padła ofiarą wojny, ponieważ jej matka, zbyt wiele straciwszy właśnie przez wojnę, nie potrafi okazywać miłości swojej córce.
W 2014 roku ukazał się Szum, w znaczniej mierze kontynuujący autobiograficzne wątki z Włoskich szpilek, o którym entuzjastycznie pisał Dariusz Nowacki: „Rozmowy z lisem, częstowanie esesmana czekoladą (motyw z obrad «sądu najniższego»), telefony do zmarłych – metafor tego rodzaju jest tu sporo. Każda z nich wydaje się udana, pojemna, sugestywna. Po co one są? Ano po to, żeby jakoś zapanować nad bolesną przeszłością, usunąć z niej to, co dręczy i kaleczy. Chodzi o przeszłość jako taką, która dotyczy zarówno spraw dziejowych (tu: wojenny «czas pogardy»), jak i spraw osobistych czy dramatów kameralnych (upokorzenie, rozczarowanie, śmierć w rodzinie). Pod tym względem Szum to powieść nie do przecenienia, jedna z tych, które aż nadto dobitnie pokazują, co może nam dać literatura z najwyższej półki”.
Sama Tulli tak przedstawiła swoje pisarskie – a może również życiowe – credo: „Człowiek dobrze na tym wychodzi, jak nie wie, kim jest. Bo wtedy wszystko jest otwarte i może się dopiero okazać, kim jest. Jak już wszystko jest zamknięte i powiedziane, to wtedy musi się dostosować do tego, co stworzył. I tyle. Jest kimś w rodzaju marionetki. Ja w każdym razie wolę mieć do czynienia z ludźmi, którzy nie wiedzą, co mają zrobić i muszą się zastanowić. Bo wtedy jest nadzieja... bo wtedy jest nadzieja”.
Jest także autorką książek adresowanych do najmłodszych czytelników – po Awanturze w lesie z 2013 roku ukazał się Ten i tamten las (2017). To pełna poetyckich i przejmujących ilustracji autorstwa Alicji Rosé opowieść o zwyczajności. O tym, że mądrze jest uczyć się od siebie nawzajem. O nieznanej przyszłości, która często nas zaskakuje, o wielkiej katastrofie i o tym, że szczęście odkrywa się przez przypadek.
Tulli jest laureatką wielu nagród i wyróżnień literackich: jej druga książka, W czerwieni, w 1999 roku została nominowana do Nagrody Literackiej „Nike”, tak samo Skaza (w 2007 roku), a trzecia, Tryby – w 2004 roku dostała się do finału tej nagrody, podobnie jak Tryby w 2015 roku. Zbiór opowiadań Włoskie szpilki wyróżniono Nagrodą Literacką Gdynia i Nagrodą Literacką Gryfia. Jej przekład zbioru opowiadań Fleur Jaeggy Gniew niebios został uhonorowany nagrodą „Literatury na Świecie”, w 2018 roku otrzymała Nagrodę Literacką m.st. Warszawy w kategorii literatura dla dzieci i młodzieży (za powieść Ten i tamten las), a w 2013 roku za całokształt twórczości przyznano jej Nagrodę Literacką im. Juliana Tuwima.
