Tony Tan telah mendapat pendidikan di Sekolah St Patrick dan Institusi St Joseph . Sebagai pemegang biasiswa pemerintah Singapura, beliau mendapat Ijazah Kepujian Kelas Pertama dalam Fizik dari Universiti Singapura .Sebagai penerima biasiswa Asia Foundation, beliau menghadiri Institut Teknologi Massachusetts (MIT) di mana beliau lulus dengan Sarjana Sains (Penyelidikan Operasi). Beliau kemudian memperoleh PhD dalam mata pelajaran Matematik Gunaan di Universiti Adelaide[2], dan terus menjadi pensyarah dalam bidang Matematik di Universiti Nasional Singapura.[3][4]

Pada tahun 1969, Tan meninggalkan Universiti untuk memulakan kerjaya di bidang perbankan dengan OCBC sebagai Pengurus Besar, sebelum meninggalkan bank itu untuk mengejar kerjaya politik pada tahun 1979. Dari tahun 1980 hingga 1981, Tan juga merupakan Naib Canselor pertama Universiti Nasional Singapura (NUS).

Pada tahun 2005, Tan diiktiraf peranannya sebagai arkitek berwawasan dalam sektor universiti Singapura. Pada 2010, beliau diberi Anugerah Australia Cemerlang oleh persatuan Australian Alumni Singapore di dalam sebuah acara menyambut ulang tahun ke-55 persatuan itu.