Tallgren tog studentexamen i Åbo 1945 och tog en pol.kand.-examen i statsvetenskap 1951. Därefter arbetade han som ombudsman för Åbolands kommunförbund 1952–1962. År 1988 promoverades Tallgren till hedersdoktor i filosofi 1988 vid Åbo Akademi.
Tallgren representerade Svenska folkpartiet, SFP, som riksdagsledamot 1961–1975 och var under flera år ordförande för den svenska riksdagsgruppen. Som politiker var han utpräglad liberal och utgjorde tillsammans med Kristian Gestrin en stark liberal duo i SFP i 1970-talets rikspolitik.
Tallgren var också partiets åttonde ordförande under tre år 1974–1977 och var dessförinnan ordförande i Svensk Ungdom (Svenska folkpartiets ungdomsförbund) 1960–1962. Han var också finansminister 1970–1971.