Phoebe Tonkin est née à Sydney (Australie) le 12 juillet 1989.Son signe astrologique est le Cancer. Dès l'âge de 4 ans, Phoebe a participé à différentes classes de danse, y compris la danse classique, les claquettes, le hip hop et la danse moderne.

Comme elle tenait à poursuivre sa passion d'être comédienne, Phoebe a suivi dès l'âge de 12 ans plusieurs cours du théâtre australien pour les jeunes (Australian Theatre for Young People - ATYP) qui avaient lieu au Wharf Theatre. A l'ATYP, les cours comprenaient, entre autres, Shakespeare, Du scénario à la mise en scène, Faire le clown et Théâtre musical.

Phoebe est allée à l'école de Queenwood à Balmoral qui est célèbre pour son excellente section de théâtre, elle a suivi des classes de théâtre privées et a participé à toutes les mises en scène de l'école, y compris Antigone, La Grue Blanche et Les Deux Jumeaux de Venise. Chaque année, Phoebe a participé au festival de Shakespeare de l'école qui, en 2005, a remporté la finale nationale avec Le songe d'une nuit d'été.

À 16 ans, elle fait sa première apparition à la télévision en incarnant Cleo Sertori dans la série télévisée H2O. Puisqu'elle n'était pas une bonne nageuse, Phoebe a travaillé dur pour développer ses capacités de natation pendant la pré-production,car le film est en partie dans l'eau.

En 2011, elle obtient le rôle de Faye Chamberlain pour le nouveau projet pilote de la chaine américaine The CW, The Secret Circle (Le Cercle Secret en français) inspiré du livre de L. J. Smith.

Elle sera en 2012 dans le film Bait aux côté de Cariba Heine.