سوگل طهماسبی ۲۵ بهمن‌ماه ۱۳۶۴ در شهر اهواز و در خانواده نسبتاً پرجمعیت و بختیاری متولد شد.
او دو خواهر به نام‌های «ساغر» و «سحر» و یک برادر به نام «سینا» دارد. پدرش استاد مینیاتور بود و به همین دلیل سوگل از کودکی به هنر و علی‌الخصوص بازیگری علاقه‌مند شده بود.
وی تحصیل‌کرده مقطع کاردانی رشته گرافیک است.
سوگل طهماسبی در ۲۴ مرداد ۱۳۹۸ در ۳۴ سالگی و مصادف با عید قربان ازدواج کرد و عکس‌های روز عقدش را در صفحه شخصی اینستاگرامش منتشر کرد.
بازیگری را از سال ۱۳۷۲ وقتی ۸ ساله بود برای اولین‌بار در تئاتر تجربه کرد تا اینکه سال ۱۳۸۰ در مقطع اول دبیرستان موفق به دریافت جایزه از جشنواره تئاتر استان شد.
داور این جشنواره مریم معترف بود و کیانوش عیاری نیز در این جشنواره حضور داشت و از آنجا بازی وی را پسندید و طهماسبی را برای نقش‌آفرینی در سریال «روزگار قریب» انتخاب کرد.
سال ۱۳۸۰ سوگل ۱۶ ساله راهی تهران شد تا چند سکانس در سریال «روزگار قریب» بازی کند اما بلافاصله پیشنهاد بازی در سریال «یوسف پیامبر» فرج‌الله سلحشور را هم دریافت کرد.
او که به‌تنهایی و برای بازی در سریال «روزگار قریب» به تهران مهاجرت کرده بود، ابتدا در خانه خواهرش ساکن شده و پس از قبولی در دانشگاه خانه‌ای مجزا اجاره کرده و مستقل شد، او در آن دوران بسیار سختی کشید اما علاقه به بازیگری انگیزه‌ای بود تا آن شرایط را تحمل کند.
نقش‌آفرینی در سریال «فاصله‌ها» در سال ۱۳۸۹ باعث شد که دیده شود، سپس سال ۱۳۹۱ در سریال «بال‌های خیس» و سال ۱۳۹۲ در سریال «مهرآباد» خوش درخشید و در سال ۱۳۹۴ با ایفای نقش «نرگس» در سریال «کیمیا» به شهرت رسید.
طهماسبی در سریال‌هایی چون «مروارید سرخ»، «شهر آفتاب»، «زائرسرای ممتاز»، «وفا»، «مثل هیچ‌کس»، «خانه بی‌پرده»، «فاصله‌ها»، «ساعت فراموشی»، «ستاره حیات»، «نیلی‌تر از مهتاب»، «برادر»، «بازگشت»، «گشت ویژه»، «روزهای بهتر»، «شکوه یک زندگی»، «بچه مهندس»، فصل دوم «بچه مهندس»، «دنگ و فنگ روزگار»، «گاندو»، «سلام آقای مدیر»، «روزگار»، «سرگذشت»، «نجلا»، «خانه امن»، «بیگانه‌ای با من اصل» و «گاندو 2» و تله‌فیلم‌هایی چون «سرزمین بارانی»، «عاشقی در وقت اضافه»، «نیمه‌شب»، «لباسی برای خدمت»، «کلاس سوم ب»، «دو خرمای نارس»، «این هفت نفر»، «گنجینه پنهان»، «کور گره»، «بوسه باد»، «برهوت»، «گردنه خان»، «مردان نمکی»، «سکوت مطلق»، «رهایی از زمین»، «دم زری»، «تنهایی رود» و «قبل از غروب» به ایفای نقش پرداخته است.
سوگل طهماسبی در سینما نیز در فیلم‌هایی نظیر «چارسو»، «بزرگ‌مرد کوچک»، «هنگامه»، «چهل کچل» و «بچه گرگ‌های دره سیب» نقش‌آفرینی کرده است. وی برای بازی در فیلم سینمایی «هنگامه» به نویسندگی و کارگردانی امیر داسارگر از ششمین جشنواره مردمی فیلم عمار، دیپلم افتخار بازیگری را دریافت کرد.
سوگل طهماسبی در سریال «گاندو» به کارگردانی جواد افشار، در کنار بازیگرانی همچون داریوش فرهنگ، پیام دهکردی و وحید رهبانی ایفای نقش کرد.
سوگل طهماسبی در این سریال در نقش عطیه کارمند وزارت خارجه و همسر محمد (با بازی وحید رهبانی)، نقش اصلی سریال و سرتیم امنیتی را بازی کرده است.
او پس از بازی در این سریال ادعا کرد که از سوی همکاران در دفاتر تهیه فیلم و سریال به دلیل بازی در این سریال مورد سرزنش و تحریم قرار گرفته است.
«گاندو» مجموعه تلویزیونی در سبک اجتماعی، اکشن و امنیتی است که نخستین قسمت آن در ۱۵ خرداد ۱۳۹۸ از شبکه سوم سیما با کارگردانی جواد افشار و نویسندگی آرش قادری پخش شد و در ۱۵ تیر 1398 به پایان رسید. فصل دوم این مجموعه تلویزیونی با نام «گاندو ۲» از ۳۰ اسفند ۱۳۹۹ در ۱۳ قسمت از شبکه سه پخش شد. فصل دوم این مجموعه به دلیل ژانر سیاسی که داشت، با اعتراض برخی از مسئولان دولت وقت متوقف شد و ادامه آن بعد از انتخابات ۱۴۰۰ پخش شد.
سوگل طهماسبی در فصل دوم سریال «نجلا» به کارگردانی خیرالله تقیانی‌پور برای پخش در ایام نوروز ۱۴۰۱ و ماه مبارک رمضان در ۳۰ قسمت برای شبکه سه سیما تولید شده، ایفای نقش کرده است.
فصل اول سریال «نجلا» در ایام اربعین از شبکه سه سیما پخش شد، شخصیت اصلی سریال، نجلا است و قصه پیرامون عبد (با بازی حسام منظور) و نجلا (با بازی سارا رسول‌زاده در فصل اول) می‌گذرد.
سوگل طهماسبی در مراسم دیدار بازیگران سریال گاندو با رئیس صداوسیما گفت:
«بعد از بازی در این سریال با اعتراض همکاران و بازیگران مواجه شده است. او سپس گفت از مسئولان انتظاریم داریم ما بازیگران که با ایمان سر یک کاری می‌آییم را حمایت کنند.»
۱۳۹۴: دریافت لوح افتخار بازیگری از ششمین دوره جشنواره مردمی فیلم عمار برای بازی در فیلم «هنگامه»
