Er entstammte dem Adelsgeschlecht Berlepsch und war ein Enkel des Ornithologen Hans Hermann Carl Ludwig von Berlepsch. Er gab sein Debüt als Schauspieler 1933 in Berlin. Seine langjährige Bühnenkarriere konnte er auch nach 1945 an zahlreichen bundesdeutschen Theatern fortsetzen.
1938 stand er in Preußische Liebesgeschichte erstmals vor der Kamera, aber erst nach dem Krieg wurde er zum häufig besetzten Filmschauspieler. Er mimte meist hochgestellte Persönlichkeiten, oftmals Adelige, Staatsanwälte, Rechtsanwälte, aber auch Diener. In dem Luther-Fernsehfilm Der Reformator (1968) verkörperte er den Schlosshauptmann Hans von Berlepsch, einen frühen Angehörigen der Familie von Berlepsch. Er war mit der 1919 geborenen Schauspielerin Eike Siegel verheiratet.
Tilo von Berlepsch wurde anonym auf dem Friedhof Lichtental in Baden-Baden beigesetzt.
Filme
1977 – Achsensprung
1976 – Rosemaries Tochter
1974 – Pusteblume
1974 – Als Mutter streikte
1973 – Das fliegende Klassenzimmer
1973 – Krieg im dritten Stock
1971 – Unser Willi ist der Beste
1971 – Die Nacht von Lissabon
1970 – Die Feuerzangenbowle
1970 – Die Herren mit der weißen Weste
1970 – Komm nach Wien, ich zeig dir was!
1969 – Goldene Städte
1969 – Friedrich Ebert - Geburt einer Republik
1969 – Der Mann mit dem Glasauge
1968 – Komm nur, mein liebstes Vögelein...
1968 – Unwiederbringlich
1968 – Der Reformator
1968 – Gold für Montevasall
1968 – Was man so die Liebe nennt
1968 – Der Hund von Blackwood Castle
1967 – Der Mönch mit der Peitsche
1967 – Tätowierung
1967 – Die Mission
1966 – Standgericht
1966 – Der Fall der Generale
1966 – Der Bucklige von Soho
1966 – Lange Beine – lange Finger
1965 – Der Nebbich
1965 – Das Liebeskarussell
1965 – Brave Diebe
1965 – Der Fall Harry Domela
1965 – DM-Killer
1964 – Der Hexer
1964 – Der Kaiser vom Alexanderplatz
1963 – Moral 63
1963 – Der Beste
1962 – Schöne Grüße von Adelheid
1962 – Das Brot der frühen Jahre
1961 – Die Ehe des Herrn Mississippi
1961 – Das Rendezvous von Senlis
1960 – Bis dass das Geld euch scheidet…
1960 – Der liebe Augustin
1959 – Alt Heidelberg
1959 – Labyrinth
1958 – Meine 99 Bräute
1958 – Piefke, der Schrecken der Kompanie
1958 – Liebe kann wie Gift sein
1958 – Das Mädchen Rosemarie
1958 – Lilli – ein Mädchen aus der Großstadt
1957 – Vater macht Karriere
1956 – Friederike von Barring
1956 – Die wilde Auguste
1955 – Drei Mädels vom Rhein
1955 – Die Barrings
1955 – Mamitschka
1955 – Die Mädels vom Immenhof
1954 – Dein Mund verspricht mir Liebe
1953 – Königliche Hoheit
1953 – Hokuspokus
1953 – Hab Sonne im Herzen
1951 – Niedersachsen im Aufbau
1951 – Unsterbliche Geliebte
1949 – Liebe 47
1949 – Amico Serien
1975 – Kommissariat 9
1972 – Algebra um acht
1971 – Arsène Lupin, der Meisterdieb
1970 – Tatort
1969 – Alle Hunde lieben Theobald
1969 – Der Kommissar
1968 – Affäre Dreyfuss
1967 – Graf Yoster gibt sich die Ehre
1966 – Förster Horn
