После окончания института с 1955 по 1961 год работала преподавателем Иркутского дошкольного педучилища, воспитателем московского детского сада Фрунзенского района, воспитателем-методистом, методистом городского дошкольного методического кабинета Московского городского отдела народного образования.
В 1961 году Тамара Семеновна поступила в аспирантуру НИИ дошкольного воспитания АПН РСФСР, успешно защитила кандидатскую диссертацию на тему «Формирование техники рисования у детей дошкольного возраста». Ее научным руководителем была Н.П. Сакулина, крупный ученый в области эстетического воспитания детей дошкольного возраста.
После защиты кандидатской Тамара Семеновна работала младшим, затем старшим научным сотрудником, ас 1976 г. заместителем директора по научной работе НИИ дошкольного воспитания АПН СССР. За это время Т. С. Комарова защитила докторскую диссертацию на тему «Теория и практика обучения изобразительной деятельности в детском саду» (1980). В 1983 году заняла должность профессора кафедры общей педагогики в Московском государственном педагогическом институте им. В. И. Ленина, где читала лекции по истории педагогики на факультетах музыки, художественно-графическом и дошкольного воспитания. В этот период кафедру возглавлял действительный член АПН СССР А. И. Пискунов, крупный методолог, известный в нашей стране и за рубежом. Здесь работали известные педагоги: В. М. Кларин, А. Е. Дмитриев и другие.
Работа на кафедре стала для Тамары Семеновны хорошей научной школой, позволила расширить круг ее научных интересов, включив в него историю педагогики, проблемы воспитания школьников, дидактики и другие.
Одновременно она была председателем секции дошкольного воспитания Педагогического общества РСФСР, руководила дипломниками и аспирантами.
С 1991 года и до сегодняшнего дня Т. С. Комарова заведует кафедрой эстетического воспитания Московского государственного открытого педагогического университета им. М.А. Шолохова (в настоящее время Московский государственный гуманитарный университет им. М. А. Шолохова), сочетая эту деятельность с работой в Международной академии наук педагогического образования и Международной педагогической академии. Кроме того, Тамара Семеновна продолжает руководить аспирантами и докторантами, являясь членом двух диссертационных советов и председателем диссертационного совета по присуждению ученой степени доктора педагогических наук по четырем специальностям.