Терентий Мальцев родился 29 октября 1895 года в бедной крестьянской семье в селе Мальцево Кривской волости Шадринского уезда Пермской губернии, ныне административный центр Мальцевского сельсовета Шадринского района Курганской области.
Родители были старообрядцами. Хозяйство их состояло из одной рабочей лошади и коровы. Отец, Семён Абрамович, не хотел, чтобы сын был грамотным человеком и не пускал его в школу. Поэтому Терентий учился самостоятельно. Читал все книги, какие попадали к нему в руки и в дальнейшем постоянно занимался самообразованием. Его библиотека насчитывала около 6 тыс. томов.
До ухода в армию работал вместе с отцом.
В 1916—1917 годах служил в армии. В 1917—1921 годах находился в Германии в плену, работал на сахарной фабрике. В 1919 году, вместе с другими военнопленными, создал русскую секцию при компартии Германии.
После возвращения из плена в 1921—1924 годах работал председателем, а затем секретарем сельсовета в с. Мальцево.
В 1925 году он организовал сельскохозяйственный кружок, потом с другими односельчанами создал товарищество по совместной обработке земли.
В 1927 году из Ленинградского института прикладной ботаники получил посылку с 200 г. пшеницы и просьбой провести сортоиспытательные работы. Пшеница дала хороший урожай и была рекомендована для выращивания в Зауралье.
При организации колхоза «Заветы Ленина» Шадринского района в 1930 году был избран единогласно полеводом, которым оставался до конца жизни.
В 1935 году — делегат 2-го Всесоюзного съезда колхозников-ударников.
С 1939 года член ВКП(б), c 1952 года — КПСС.
В 1939, 1940, 1941 годах Мальцев участвовал во Всесоюзной сельскохозяйственной выставке СССР.
В феврале 1947 года на пленуме ЦК ВКП(б) рассказал о своем методе.
С 1950 года — руководитель Шадринской опытной станции, созданной при колхозе по прямому указанию И. В. Сталина.
C 1951 года разрабатывал безотвальную систему обработки почвы, включавшую плуг собственной конструкции и систему пятипольного земледелия с безотвальной обработкой почвы.
В 1952 году участвовал в работе Всемирного конгресса сторонников мира в Вене.
7 августа 1954 года состоялось Всесоюзное совещание в селе Мальцеве, которое длилось три дня. Совещание состоялось после приезда 14 июля 1954 года в село Н. С. Хрущёва. На совещание прибыли более 1000 человек вместо приглашённых 300. В последующие 2,5 года с новой системой приехали познакомиться около 3,5 тысячи человек. Научной частью совещания руководил Т. Д. Лысенко. Сотрудничая с Т. Д. Лысенко, Мальцев занимался ветвистой пшеницей. В последующем он говорил о Лысенко: «Когда был нужен, вознесли до небес; стал не нужен — сбросили в канаву».
Мальцев не поддержал идею Хрущёва о посеве кукурузы в Зауралье, за что Никита Сергеевич назвал его «пшеничным аристократом» и понизил депутатский статус Мальцева до депутата РСФСР. С Брежневым Мальцев встречался дважды, дома в деревне у него стояли телефонные аппараты правительственной связи, но он очень редко пользовался ими.
В 1969 года — делегат 3-го Всесоюзного съезда колхозников. Почётный академик ВАСХНИЛ. Был делегатом девяти съездов КПСС. Депутат Верховного Совета СССР 2—5 созывов. Депутат Верховного Совета РСФСР. Депутат Курганского областного Совета, начиная с 1943 года.
В результате селекционной деятельности под руководством Терентия Семеновича были выведены и районированы 4 сорта пшеницы — Шадринская, Вера, Курганская-1, Коллективная-2.
Терентий Семёнович Мальцев умер 11 августа 1994 года в селе Мальцево Мальцевского сельсовета Шадринского района Курганской области. Похоронен в родном селе.
