Verschiedene Engagements nahm Mittelstaedt am Theater wahr. So 1997 bis 1999 am Schauspielhaus Bochum, von 1999 bis 2001 am Schauspieltheater NRW Wuppertal und von 2001 bis 2006 am Staatsschauspiel Dresden. In der Spielzeit 2009/2010 war Tessa Mittelstaedt am Schauspielhaus Bochum als Karen in Eine Familie (August: Osage County) zu sehen, 2023 in der Komödie am Kurfürstendamm als Eva in Das perfekte Geheimnis nach dem italienischen Kinofilm Perfetti Sconosciuti von Paolo Genovese (deutsch von Sabine Heymann).
Fernsehen
Von 2000 bis 2014 spielte sie durchgehend die Rolle der Franziska Lüttgenjohann im TatortKöln.
Weitere Rollen spielte Mittelstaedt ab 2003 als Cynthia in der ZDF-Fernsehserie Der Fürst und das Mädchen, ab 2005 als Jana Holsten in der ZDF-Fernsehserie Fünf Sterne und ab November 2007 als Lilo Behringer in der 6-teiligen ARD-Fernsehserie Elvis und der Kommissar. Daneben hatte sie verschiedene Gastauftritte, unter anderem in der Fernsehserie Alarm für Cobra 11 – Die Autobahnpolizei, SOKO Wismar, Soko Stuttgart und Die Gerichtsmedizinerin. Von 2009 bis 2010 spielte sie in der ZDF-Fernsehserie Der Bergdoktor für zwanzig Folgen die Rechtsanwältin Dr. Andrea Junginger. Von 2012 bis 2016 spielte sie als Staatsanwältin Elke Rasmussen eine der Hauptrollen der ARD-Vorabendserie Heiter bis tödlich: Morden im Norden. Im November 2012 kündigte Mittelstaedt den Ausstieg aus der Tatort-Reihe an.[2] Nach fast 13 Jahren und 43 Folgen verabschiedete sie sich mit der Ausstrahlung der Folge Franziska am 5. Januar 2014 aus der Krimireihe. Wegen besonderer Brutalität durfte dieser Tatort erstmals erst nach 22:00 Uhr gesendet werden.[3]
Tessa Mittelstaedt lebt in Berlin-Pankow, sie hat einen Sohn und eine Tochter. Sie ist seit 2010 mit dem Schauspieler Matthias Komm liiert.