Окончил Санкт-Петербургский университет. Статс-секретарь, обер-гофмейстер императорского двора, камергер. В 1896-1917 годах — главноуправляющий собственной Е.И.В. канцелярией. Член Государственного совета. Почетный член Императорской Академии наук. Получил весьма основательное домашнее музыкальное образование. Занимался теорией композиции под руководством Н. А. Римского-Корсакова и А. А. Петрова. Написал: две сюиты, две симфонии, несколько романсов, два хора a capella, две мазурки для оркестра, вальс для оркестра, два струнных квартета, несколько пьес для фортепиано, несколько пьес для виолончели и для кларнета с аккомпанементом фортепиано, Reverie для скрипки с оркестром и т. д., а также оперу «Месть Амура» (либретто Т. Щепкиной-Куперник), которая исполнялась в Эрмитаже в присутствии высочайших особ. Произведения Танеева пользовались успехом в России и за границей.
Был женат на Надежде Илларионовне Толстой, дочери генерала Иллариона Николаевича Толстого. Дети: Анна, Александра, Сергей. Троюродный племянник композитора Сергея Ивановича Танеева (1856–1915).