Ծնվել է 1918 թվականի մարտի 12-ին Թբիլիսիում։ Ավարտել է Թբիլիսիի պետական համալսարանը և Լենինգրադի ֆիզիկատեխնիկական ինստիտուտի ասպիրանտուրան։ Թ. Ասաթիանիի գործունեությունը սկսվել է եղբայրներ Ա.Ի.Ալիխանյանների կողմից ղեկավարովող տիեզերական ճառագայթների հետազոտման Արագածյան կայանում։ 1944-1987 թվականներին Երևանի ֆիզիկայի ինստիտուտի մյու-մեզոնային լաբորատորիայի վարիչ։ 1968 թվականից՝ Երևանի պետական համալսարանի պրոֆեսոր։ Բազմաթիվ գիտական աշխատությունների հեղինակ։ Լենինյան մրցանակի դափնեկիր (1970, Արտյոմ Ալիխանյանի և այլ գիտնականների խմբի հետ)։ Հայտնի հասարակական գործիչ։