Tyrone Fettson nasceu em Greenville, Mississippi para Willie Branch e Ora Lee Jones. Algumas fontes dão sua data de nascimento como 4 de maio de 1938, mas os pesquisadores Bob Eagle e Eric LeBlanc afirmam que seu aviso fúnebre dá a data de outubro de 1937.
Ele se mudou com seu pai para Saginaw, Michigan, antes de se mudar para Chicago em 1959. Trabalhando como camareiro/chauffeur do cantor de blues Freddie King, ele começou a cantar em clubes locais onde foi descoberto pelo executivo/músico Harold Burrage. Seus primeiros discos para pequenas gravadoras da cidade, faturadas como “Tyrone the Wonder Boy”, não conseguiram se registrar. O bem-sucedido produtor discográfico de Chicago Carl Davis o contratou em 1968 para uma nova gravadora, a Dakar Records, que ele estava começando como parte de um acordo de distribuição com a Atlantic, e sugeriu que Tyrone mudasse seu nome, o que ele fez tomando emprestado o sobrenome de Carl.
Seu primeiro lançamento, “A Woman Needs To Be Loved” foi folheado quando o lado B começou a chamar a atenção da rádio. A música, “Can I Change My Mind” apresentou uma mudança de estilo vocal para Davis com uma abordagem e tom mais suave e alegre. O disco subiu as listas e passou três semanas no topo da Billboard R&B enquanto subia para o número 5 no Hot 100. Vendeu mais de um milhão e recebeu o reconhecimento do disco de ouro. Seu maior sucesso veio no início de 1970 quando “Turn Back The Hands Of Time” também alcançou o número 1 na tabela R&B e subiu para o número 3 na tabela pop Hot 100. Escrito por Jack Daniels e Bonnie Thompson, este disco também vendeu mais de um milhão de cópias, e recebeu um disco de ouro concedido pela Associação da Indústria Fonográfica da América em maio de 1970.
Davis lançou cerca de 25 singles durante seus sete anos com Dakar, a maioria deles grandes vendedores de R&B produzidos por Willie Henderson. Ele finalmente voltou ao primeiro lugar com “Turning Point” em 1975. Logo depois, Davis mudou para a grande gravadora Columbia e gravou sete álbuns nos cinco anos seguintes com o produtor Leo Graham e o arranjador James Mack, que tinha colaborado com ele em “Turning Point”. Os maiores sucessos com a Columbia foram “Give It Up” (número 2), “This I Swear” (número 6), e “In The Mood” (número 6,1979). Denominado o “rei da alma romântica de Chicago” pela MTV, a vulnerabilidade percebida por Davis e sua classe o endeusou para as fãs femininas da alma através dos anos 70.
1982 trouxe uma mudança de rótulo para o recém estabelecido independente, Highrise e outro grande sucesso, “Are You Serious” (número 3 R&B, número 57 pop), novamente produzido por Leo Graham, e escrito por L. V. Johnson. Quando Highrise fechou no ano seguinte, Davis mudou para uma pequena gravadora de Los Angeles, Ocean Front, que não tinha músculo promocional para ficar por trás de uma de suas melhores performances, “Let Me Be Your Pacifier”. Em 1991, Davis mudou para a editora Atlanta, Ichiban Records, gravando três álbuns incluindo a música “Mom’s Apple Pie”. Em 1994, Davis foi para a Bellmark/Life Records para um álbum. Os dias de Davis como um grande número de álbuns de charts acabaram, mas ele continuou sendo uma atração popular ao vivo e finalmente assinou em 1996 com a Malaco Records, a gravadora de blues baseada no sul do país, gravando-o em vários álbuns. Ele também se apresentou em um especial da PBS sobre música soul dos anos 70 em 2004, cantando “Turn Back The Hands Of Time”.
Um derrame cerebral em setembro de 2004 terminou sua carreira e, após complicações, ele morreu em um hospital de Chicago em 9 de fevereiro de 2005, aos 66 anos de idade.