Thyra Stenberg föddes 1885 i Karlshamn. Hon är främst ihågkommen för sina porträtt, speciellt föreställande barn och damer, samt hennes finstämda blomsterstilleben. Stenberg studerade konst för Simon Hollósy i München 1903–1906, Lovis Corinth i Berlin 1907–1911 samt vid Académie de la Grande Chaumière i Paris 1912.
Separat ställde Thyra Stenberg ut på Malmö Rådhus 1915, Karlskrona Rådhus 1916, Strindbergs konstsalong i Stockholm 1920 och på Lunds universitets konstmuseum 1917. Hon medverkade också i Föreningen Svenska Konstnärinnors utställning på Liljevalchs konsthall i Stockholm 1917, samlingsutställningar på Strindbergs konstsalong, Galerie Modernes utställning Blekingarna i Stockholm 1945, Salongen på Liljevalchs konsthall, Internationale Porträt-Ausstellung i Salzburg 1957 och utställningar arrangerade av Skånes konstförening.
Som porträttmålare utförde hon porträtt av bland andra Gösta Ekman den äldre, Ellen Rydelius oh Ria Wägner. Thyra Stenberg är representerad i Blekinge museum och Lunds studentkårs samlingar.