Aslen Sivaslı olan Tolga Sarıtaş, İstanbul'da doğup büyüdü. Lise eğitimini Halit Akkant Lisesi'nde tamamladı. İstanbul Üniversitesi Açık Öğretim Fakültesi Coğrafya bölümünden mezun oldu. Esenyurt Belediye Tiyatrosu'nda ve Tiyatro Zeytindalı'nda sahne aldı. Oyunculuğun yanı sıra müzikle de yakından ilgilenen oyuncu, küçük yaşlarda pek çok müzik aletini çalmayı öğrendi ve gençlik yıllarında arkadaşlarıyla birlikte kurduğu "Grup Omega" isimli müzik grubunda bateristlik ve gitaristlik yaptı.
Oyunculuk kariyerine 2009 yılında "Bahtı Kara" filminde canladırdığı Berk rolü ile başladı.
2010 yılında Özlem Tekin'in "Kimse Bilmez" şarkısının klibinde oynadı.
2011 yılında TRT 1'de yayımlanan "Sen de Gitme" dizisinde Mert karakterini canlandıran oyuncu; "Bilinmeyen Yaşın Yorgunu" filminde Berkcan, "Kaledeki Yalnızlık" filminde Feyyaz karakteriyle rol aldı. Sonrasında "Arka Sokaklar" dizisinde bölüm oyunculuğu yaptı.
2013 yılında "Öyle Bir Geçer Zaman Ki" ve "Kayıp Şehir" dizilerinde bölüm oyunculuğu yaptı. Star TV'de yayımlanan "20 Dakika" dizisinde Ferdi karakterine hayat verdi. Yine 2013 yılında, Star TV'nin "Muhteşem Yüzyıl" dizisinde Şehzade Cihangir karakterini canlandırdı ve bu dizideki performansı ile büyük övgü topladı.
2014 yılında, Pera grubunun "Şarab-ı Izdırap" şarkısının klibinde oynadı ve Kanal D'de yayımlanan "Benim Adım Gültepe" dizisinde Murat karakterini canlandırdı.
2015 yılında kariyerinin dönüm noktasını yaşadı ve Kanal D'de yayımlanan "Güneşin Kızları" dizisinde Ali Mertoğlu karakteri ile ilk başrolünü üstlendi. Ayrıca, TRT 1'de yayımlanan ve bir mini dizi olan "Büyük Sürgün Kafkasya"da Cemil karakterini canlandırdı.
2016 yılında "Kötü Çocuk" filmindeki Meriç Tuna karakteri ile başrol olduğu ilk sinema filmini çekti ve "Doğuş Çay" markasının reklamında oynadı.
2017-2019 yılları arasında Star TV'de yayımlanan ve dönemin en çok izlenen yapımlarından biri olan "Söz" dizisinde Yavuz Karasu karakteri ile başrolü üstlenen Tolga Sarıtaş, bu dizideki performansı ile 46. Uluslararası Emmy Ödülleri'nde "En İyi Erkek Oyuncu" kategorisinde finale çıktı.
2017 yılında "İpana", 2018 yılında da "PepsiMax" markası için kamera karşısına geçti.
2019 yılında FOX'ta yayımlanan "Ferhat ile Şirin" dizisinde Ferhat Taşçı karakterini canlandırdı.
2020 yılında BluTV'de yayımlanan ve ilk bölümüne konuk oyuncu olarak katıldığı "Yarım Kalan Aşklar" dizisinde Ozan karakterini canlandırdı. Aynı yıl, Ali Rıza Altay karakteriyle Show TV'de yayımlanan "Arıza" dizisinin başrolünü üstlendi. Dizi, 2021 yılında sona erdi.
2022 yılında Netflix'te yayımlanan "Yolun Açık Olsun" filminde Asteğmen Kerim Kerimoğlu karakterine can verdi.
Şu anda, 2021 yılında anlaşma yaptığı VakıfBank'ın marka yüzü olmasının yanında salı akşamları Show TV'de yayımlanan "Baba" adlı dizide Kadir Saruhanlı karakteriyle başrolü Haluk Bilginer ile paylaşmaktadır.
Yer aldığı dizi projeler ile pek çok başarı ve ödülün sabihi olan oyuncu aynı zamanda Uluslararası Emmy Ödülleri'nde 2019 yılında "En İyi Kadın Oyuncu" ve 2020 yılında da "En İyi Erkek Oyuncu" kategorilerinde final jüriliği yaparak Emmy Ödülleri'nde jüri üyeliği yapan ilk Türk oyuncu oldu.