幼年随父读书外地，清嘉庆二十一年（1815年）举人。

道光六年（1826 年），以大挑一等，分湖北补知县用。是年因协办审案有功，破格补任咸丰县知县。

道光十一年（1831），调任监利县知县。

道光十二年（1832），调任江夏县知县。监利任内，荆江决堤，洪水泛滥。唐树义以保一方平安为己任，一面赈灾、安置灾民，一面筹集巨资重修大堤。堤成，又逢暴雨，江水几至漫堤。唐树义亲至堤上捧土负薪，保护新堤。突然西北风大作，江浪猛击堤岸。唐树义立于水中，指挥填土沉船，江堤得以巩固。因防汛之功，清廷赏知州衔。

道光十四年（1834），晋升汉阳府同知。

道光十五年（1835），得林则徐等保荐，升甘肃巩昌府知府，代理道员。

道光十八年（1838），调任甘肃兰州府知府。因原提督克扣军饷引起兵变，唐树义奉命前往处置。先访知军中一参将素得军心，唐树义即行招见，以“此次事变，乃提督之错，君能劝其部属顾全大局，则不加追究”相安抚，参将回营，对其部属说：“我知唐公关心我等死活，今天果然来了。”于是军心大安，兵变遂平。

道光二十一年（1841），擢升兰州道道员。

道光二十三年（1843），赏戴花翎。

道光二十五年（1845），迁陕西按察使。

道光二十六年（1846），署陕西布政使。

道光二十七年（1847），调湖北布政使。

道光二十九年（1849），代理巡抚。往任，又逢湖北大水，受灾40余州县。计需赈灾、修堤款白银80余万两。巡抚为难，不愿上疏请款，唐树义反复陈述利弊，方得与湖广总督裕泰联名上疏请准。随即主持赈济、修堤、开仓碾谷、设厂平粜，赈济灾民数百万。百姓感其德，将其比作宋代名相 “富青州”。后与巡抚意见不合，称病辞官回乡，于贵阳修筑“待归草堂”（人称唐家花园）闲居养老。

咸丰三年（1853年），诏令在籍办理团练，在张亮基、骆秉章的推荐下前往武昌帮办事务，署湖北按察使，奉命剿灭捻军，扼守随州、应山一带。太平军攻克安庆，威胁湖北，唐树义奉命驻守广济。太平军攻克连家镇，唐树义与江忠源会师武昌，驰援汉阳。

咸丰四年（1854），湖广总督吴文镕在黄州大败，唐树义撤回省城，被撤职，奉命驻守金口，战船被击沉，死之，恩赐骑都尉世职。

同治十年（1871），湖广总督李翰章奏请让吴文镕与唐树义合祀一祠于武昌，并加谥号“威恪”。