Nascido em Groton, Massachusetts, Tarbell se formou na Lawrence Academy em Groton aos 16 anos. Ele se formou em 1873 no Yale College, onde era membro do crânio e ossos da Sociedade Secreta. Ele passou dois anos na Europa antes de retornar a Yale, onde recebeu seu doutorado em 1879.
De 1876 a 1887, ele ensinou em Yale, começando como primeiro tutor em grego, depois professor assistente de grego e, finalmente, instrutor na lógica.
De 1888 a 1889, ele foi diretor da Escola Americana de Estudos Clássicos de Atenas. Ele retornou aos Estados Unidos para ensinar grego no Harvard College, permanecendo lá de 1889 a 1892. Tarbell voltou à Escola Americana de Estudos Clássicos para servir como secretária de 1892 a 1893.
Ele ingressou na Faculdade da Nova Universidade de Chicago, primeiro como professor associado de grego de 1893 a 1894, depois como professor de arqueologia até 1918, quando se aposentou. Ele nunca se casou. O professor Tarbell foi um dos membros do corpo docente escolhido para colocar a pedra angular do edifício clássico da Universidade de Chicago em 9 de junho de 1914.
Ele morreu após uma operação em New Haven, Connecticut.
Ele publicou inúmeras obras em seus campos de história e arqueologia.