Tellenbach ha studiato medicina e filosofia dal 1933 al 1938 a Friburgo in Brisgovia, Königsberg, Kiel e Monaco, ottenendo un dottorato in entrambe le discipline. Determinante fu l'incontro con Heidegger a Friburgo. Durante la Seconda Guerra Mondiale prestò servizio come medico militare e venne catturato. Lavorò come neurologo a Monaco di Baviera, dove superò gli esami di abilitazione nel 1952. Nel 1956 si trasferì a Heidelberg, dove dal 1958 fu professore associato. Negli anni delle proteste studentesche guidò un gruppo di esperti di psichiatria e psicosomatica. Dal 1971 al 1979 è stato direttore del Dipartimento di Psicopatologia Clinica da lui fondato.