Der gebürtige Nürnberger Tobias Hartlieb studierte Klavier an der Musikhochschule Hamburg bei Volker Banfield. Mit einem Stipendium von Rotary International setzte er seine Ausbildung an der renommierten Indiana University Bloomington in den USA fort. Zu seinen Lehrern zählen Leonard Hokanson, Menahem Pressler und Elisabeth Wright, bei denen er Liedgestaltung, Kammermusik und Hammerklavier studierte. Tobias Hartlieb wurde mehrfach mit Preisen und Stipendien ausgezeichnet, so u.a. mit einem 1. Preis beim Bundeswettbewerb Jugend musiziert, einem 1. Preis beim Internationalen Johannes Brahms Wettbewerb, einem Stipendium der Max Kade Foundation New York.

Als Pianist trat er des öfteren in der Karajan-Akademie der Berliner Philharmoniker, bei den Ensemblekonzerten am Staatstheater Nürnberg (Opera Late Night), den Nürnberger und den Hamburger Symphonikern, mit dem Kammerorchester Bad Brückenau sowie mit dem Ensemble Kontraste auf. 

Aufnahmen beim BR und NDR sowie eine CD mit Klaviertrios von Martin, Mendelssohn und Beethoven (2002) geben seine künstlerische Tätigkeit wieder. 
1996 gründete er zusammen mit seiner Schwester Jessica und den Cellisten Erik Borgir das „Emanon-Trio“. 

Tobias Hartlieb ist Dozent  für Klavier und Kammermusik an der Hochschule für Musik und Darstellende Kunst in Frankfurt/Main und geht darüberhinaus einer regen Tätigkeit als Kammermusiker und Liedbegleiter in Deutschland und dem benachbarten Ausland nach.