1901年1月23日出生於南京駐防旗人家中，江寧駐防旗人。幼讀私塾。
1911年，12歲，辛亥革命中，全家服毒自殺，唐圭璋僥幸得存。13歲入南京立奇望街小學。校長陳榮之知其家境困難，壹切免費，還負擔他的壹切費用。
三年後，南京全市小學畢業會考，唐圭璋名列第壹，考入省立第四師範學校。不久，受校長仇埰悉心指導他閱讀古典詩詞和名作。陳、仇兩位是他終生不忘的恩師。
畢業後，唐圭璋到六合西門平民小學任教兩年。
1922年夏，考進國立東南大學中文系。那時系主任陳中凡註重國學，校內辦有《國學小叢刊》，他最早撰寫的壹篇論文《詩三百篇的修辭》就是發表在這個叢刊上。
吳梅在東大開設的詞學通論、曲學通論、詞選、曲選、專家詞、南北詞簡譜等多門課程，唐圭璋都選聽；吳梅還帶領學生建立了壹個詞社，名潛社，唐圭璋就與同學王季思、段熙仲、張世祿等成為社中骨幹。吳梅的學生很多，但最為出色的是任中敏(半塘)、唐圭璋和盧前(冀野)三大弟子，人稱吳門三傑。由於任、盧專攻曲學，而詞學唐圭璋獨領風騷。
大學時期，唐圭璋匯輯了《納蘭容若詞》，撰寫成《宋詞三百首箋》，吳梅為之作序，以後又為其《全宋詞》、《詞話叢編》等巨著作序。
1939年吳梅客死雲南。當時唐圭璋雖飄泊成都，還是趕到雲南為第三位恩師送行，並寫下了沈哀入骨的《虞美人·悼瞿安師》和《吳先生哀詞》。
唐圭璋在1928年大學畢業，先任教於江蘇省第壹女子中學，後轉任中央軍校國文教官，兼教歷史。他30年代編輯的《全宋詞》目錄在全國各地分發後，引起了社會同人的熱烈反響。他寫的《宋六十家詞跋尾》和《四十種詞集跋尾》發表後，受到詞學界壹致好評。
1937年全書初稿完成，36歲的唐圭璋，大名已赫然載入《民國名人圖鑒》。
新中國成立後，他在東北師範大學任教。
1953年秋調回南京師範學院中文系，講授古典文學至1990年。辛勤耕耘七十載，嘔心瀝血育桃李。他長期講授唐宋詞選，也教元明清戲曲。他有壹個與眾不同的教學方式，就是與吳梅壹樣常攜長笛壹支，在堂上吟詞唱曲，以加深學生對詞曲意境的理解；他講解柳永、蘇軾、秦觀的詞作以及《牡丹亭》、《長生殿》等戲曲時，會情不自禁地用昆曲清唱其中精彩的篇章，使同學們獲得壹種優美、高雅的藝術享受。
唐圭璋對中學語文教學非常關心，不僅經常解答中學語文教學中的疑難問題，而且還曾親自為語文教師作輔導講座。
比如1956年，全國文化界、教育界掀起了學習《毛主席詩詞》的熱潮。為了滿足江蘇中學教師的需求，唐圭璋專程到常州、無錫、鎮江，為中學教師作專題講座。
唐圭璋於1934年完成《詞話叢編》初稿，吳梅為之作序，稱此書洵詞林巨制，藝苑之功臣。該書出版後，他仍然不斷搜集。經過40多年的滄桑變遷，他壹步壹個腳印，終於1986年中華書局出版《詞話叢編》(修訂本)精裝五大冊，增補了25種，***計85種詞話，近400萬字，集歷代詞話之大成，為我國詞學史上矗立了壹座豐碑。
1979年，中華書局又推出唐圭璋的《全金元詞》。這部巨著最初定名《金元詞匯》，30年代所輯原稿，60年代完成初稿，曾借給友人夏承燾，但在文革受遭抄家被燒毀。唐圭璋後又按存目重新輯錄。
他因年邁體弱，辭掉了南京市人大代表、南京市文聯副主席、省政協委員等社會職務，但仍兼任國務院古籍整理出版規劃小組顧問、中國韻文學會會長、中華詩詞學會名譽會長等職。
1990年，國家授予他有特殊貢獻的專家稱號。在不足8平方米的書房兼臥室夢桐齋裏，堆滿著各種版本的書籍。
1990年他以90高齡無疾而終，唐圭璋對中國詞學事業有著前無古人的獨特建樹，又為培養詞學人才做出了卓越的貢獻。