I ett mejl utan förbehåll till styrelsen sett av BBC, säger Cyrus Mistry att han hade blivit en "lamme anka" ordförande och hävdar ständig inblandning, inklusive att bli ombedd att underteckna avtal han visste lite om.
Han varnade också företaget riskerar enorma nedskrivningar i hela verksamheten.
Tata sa att den för närvarande inte hade något svar på anklagelserna.
Bombay-börsen har begärt ett klargörande från Tata om innehållet i Mistrys brev.
Karishma Vaswani: Det är grejer Bollywood blockbusters är gjorda av
Tata Sons, Tata Groups holdingbolag, ersatte oväntat Mistry med sin föregångare Ratan Tata på måndagen och gav ingen förklaring eller detaljer om sitt beslut.
Men analytiker säger att det uppstod en konflikt om strategin, med familjen Tata missnöjd med Mistrys politik att försöka sälja av delar av verksamheten - inklusive Tatas europeiska stålverksamhet - i stället för att hålla fast vid tillgångar och utvidga företagets globala räckvidd.
Vad det än beror på, så har mr Mistry slagits. I sin pråliga femsidiga attack skrev han att styrelsen inte hade "täckt sig med ära" och att hans avskedande hade gjort "omåttlig skada" på både hans eget och firmans rykte.
Och han sade att när han flyttade från att vara en icke verkställande direktör till ordförande 2012, han "inte hade en tydlig förståelse av allvaret" av problem han hade ärvt.
Samtidigt som Mistry sade att han inte ville "flyga en tvättlista", fortsatte han att släppa lös en brutal bedömning av många aspekter av verksamheten, och varnade företaget kan möta 1,18 biljoner rupier ($18 miljarder) i nedskrivningar på grund av fem olönsamma företag han ärvt.
Han tog upp följande frågor:
Mistry sade att det inte fanns några tecken på lönsamhet i Tata Nano-projektet - som hade lanserats som världens billigaste bil - och kritiserade ett misslyckande med att ta itu med det faktum att man ständigt förlorar pengar.
"Någon vändning strategi för företaget kräver att stänga ner det. Känslomässiga skäl ensam har hållit oss borta från det avgörande beslutet," sade han.
Tatas försprång till luftfartssektorn kritiserades också, och Mistry föreslog att han skulle ansluta sig till samriskföretag under påtryckningar från den tidigare ordföranden.
Han hävdade att han blev ombedd av Ratan Tata att snabbt skriva på ett band med Malaysias Air Asia för att skapa Air Asia Indien och att "min pushback var hård men meningslös".
Och han skrev att Tatas 51 %-andel i Vistara - ett företag mellan Tata och Singapore Airlines - också var beroende av honom "utan nytta av tid och erfarenhet för att helt utvärdera förslaget".
Cyrus Mistry hade handplockats som efterträdare till Ratan Tata som den andra ordföranden utanför Tata familjen och med stora förhoppningar om att han skulle vara rätt man att styra företaget.
Han var den sjätte ordföranden i Tatas 148-åriga historia och den första ordföranden på nästan 80 år att komma från utanför Tata familjen.
Men Mr Mistry kom inte in i jobbet kall. Hans familj har varit en stor Tata investerare sedan 1930-talet och kontrollerar företag som innehar 18% av Tata Sons.
Och han känner familjen väl, inte minst på grund av sin systers äktenskap med Ratan Tatas halvbror, Noel.
Den bortsprungna ordföranden för den indiska Tata-gruppen har slagit ut på samma sätt som hans plötsliga avgång hanterades.