1977年，参演个人首部电视剧《爱之船》。1980年，从加利福尼亚大学洛杉矶分校戏剧导演专业毕业。1981年，与同学们成立了洛杉矶演员班剧团，并推出了法国剧作家阿尔弗雷德·雅里创作的戏剧《乌布王》。
1982年，由其参演的电视剧《波城杏话第一季》首播。1984年，出演剧情电影《玩具兵》 ；同年，与乔恩·克莱尔、黛米·摩尔联合参演爱情喜剧电影《爱情使你盲目》。
1985年，与约翰·库萨克合作出演爱情喜剧电影《犯贱情人》；同年，由其参演的爱情剧《蓝色月光》上映；随后，参演由詹姆斯·弗劳利执导的喜剧电影《博爱假期》。
1986年，与汤姆·克鲁斯、凯莉·麦吉利斯等联合出演动作电影《壮志凌云》 ；8月1日，与莉·汤普森联袂出演的科幻喜剧电影《天降神兵》上映，在片中饰演邪恶的科学家沃尔特博士。
1987年，与朱迪·福斯特、托德·格拉夫联袂主演的剧情电影《五个角落》上映 。1988年6月15日，由其主演的运动传记电影《百万金臂》上映，在片中饰演傻里傻气的投手纽克 ；10月21日，与约翰·库萨克合作主演的喜剧电影《音乐潮人》上映。
1989年4月28日，与霍利·亨特搭档主演的喜剧电影《爆竹皇后》上映 ；9月1日，由其参演的奇幻冒险电影《海盗埃里克》上映。1990年5月18日，与罗宾·威廉姆斯联袂主演的犯罪喜剧电影《名嘴大丈夫》上映；11月2日，由其主演的惊悚悬疑电影《异世浮生》上映，在片中饰演在越战中险象环生的退伍老兵雅各布·辛格。
1991年6月，与韦斯利·斯奈普斯合作出演的爱情电影《丛林热》上映。1992年，与格列塔·斯卡奇共同主演剧情电影《大玩家》，在片中饰演不断收到匿名恐吓信、内心忐忑不安的电影公司制片人格里芬，他凭借该片入围第46届英国电影学院奖最佳男主角奖 ，获得第45届戛纳国际电影节主竞赛单元-最佳男演员奖、第50届美国金球奖电影类-音乐喜剧类最佳男主角奖 ；同年；自编自导自演喜剧电影《天生赢家》，该片获得第5届东京国际电影节青年电影奖-青年电影铜奖，他凭借该片入围第50届美国金球奖电影类-音乐喜剧类最佳男主角奖 。
1994年，与保罗·纽曼联袂主演奇幻喜剧电影《金钱帝国》，在片中饰演落魄的赫德萨克公司职员诺维尔 ；9月23日，与摩根·弗里曼共同主演的犯罪电影《肖申克的救赎》上映，在片中饰演被冤入狱却擅长理财的银行家安迪·杜佛兰 ；12月23日，由其出演的喜剧电影《云裳风暴》上映；12月25日，与梅格·瑞恩联合主演的爱情喜剧电影《爱神有约》上映，他在片中饰演自动化机修工爱德华·华特斯。
1995年，执导由苏珊·萨兰登、西恩·潘共同主演的犯罪电影《死囚漫步》 ，该片改编自修女海伦·普雷金的真实故事，获得第46届柏林国际电影节德国艺术院线协会奖，他凭借该片入围第53届美国金球奖电影类-最佳编剧奖 、第68届奥斯卡金像奖最佳导演奖 。
1997年，与马丁·劳伦斯共同主演犯罪喜剧电影《再无可失》，在片中饰演在广告设计公司任职的职员尼克。1999年3月，与杰夫·布里吉斯共同主演的动作电影《无懈可击》上映；同年，自编自导剧情电影《大厦将倾》，该片入围第52届戛纳国际电影节主竞赛单元；6月8日，由其参演的喜剧电影《王牌大贱谍2》上映；随后，获得第13届圣丹斯电影节独立贡献奖。
2000年，与加里·西尼斯共同主演由布莱恩·德·帕尔玛执导的科幻电影《火星任务》，在片中饰演宇宙飞船救援队指挥官 ；同年，由其出演的爱情电影《失恋排行榜》上映。2001年1月12日，与瑞恩·菲利普联袂主演的惊悚电影《反托拉斯行动》上映，他在片中饰演软件公司“NURV”的持有者、电脑业的顶尖人物加里·文斯顿 ；5月18日，与帕特丽夏·阿奎特、瑞斯·伊凡斯联袂主演的喜剧电影《人性》上映。
2005年2月18日，在哈佛大学戏剧学院获得“速成布丁奖” ；8月11日，由其参演的科幻电影《世界大战》上映 ；9月1日，与萨拉·波莉搭档主演的剧情电影《言语的秘密生活》上映，他在片中饰演海上石油钻井工人 ；11月8日，与克里斯汀·斯图尔特共同出演的科幻动作电影《勇敢者的游戏2：宇宙历险》上映，在片中饰演丹尼、沃尔特和丽萨的父亲。
2006年9月，与德里克·卢克合作主演的惊悚电影《揭竿而起》上映，他在片中饰演负责南非大炼油厂火烧工厂事件的白人警探 ；11月22日，与杰克·布莱克、凯尔·加斯等联合出演的音乐喜剧电影《顽强的D：宿命匹克》上映。2007年，与布丽姬·穆娜、威廉·赫特联袂主演恐怖电影《噪音》。
2008年3月10日，与瑞秋·麦克亚当斯、迈克尔·佩纳联合主演的战争喜剧电影《好运之人》上映，在片中饰演退役的军人弗莱德·奇维尔 ；10月，与大卫·莱尔联合主演的科幻冒险电影《微光城市》上映 。2009年，执导电影《可能的边际效益》，该片由伊娃·阿穆里主演 。
2010年10月10日，在好莱坞星光大道留下手印和脚印 。2011年，参演由弗莱德·阿米森主演的电视剧《波特兰迪亚》；4月24日，由其执导的电视剧《忧愁河上桥第二季》在美国首播；10月20日，与瑞安·雷诺兹、布蕾克·莱弗利等联合主演的科幻动作电影《绿灯侠》上映 。
2012年4月，与戴安·莲恩共同主演剧情电影《真实电影》，该片取材于1973年播出的纪录片剧集《一个美国家庭》，他凭借该片获得第69届美国金球奖电视类-最佳男配角奖 ；9月14日，与马克·鲁弗洛等合作主演的爱情喜剧电影《感谢分享》上映 ；11月29日，与张国立、陈道明等联合出演的战争电影《一九四二》上映 ；9月23日，由其执导的电视剧《忧愁河上桥第三季》首播。
2014年1月9日，由其参演的IFC六集迷你剧《巴比伦的陷落》首播 ；6月15日，在北京国家大剧院参演莎士比亚喜剧《仲夏夜之梦》[36-37] ；同年，与克里斯汀·韦格合作出演喜剧电影《欢迎来到我的世界》。
2015年6月21日，与杰克·布莱克共同主演的电视剧《政局边缘》首播 ；8月28日，与本尼西奥·德尔·托罗联袂主演的战争喜剧电影《美好的一天》上映 。2016年2月14日，蒂姆·罗宾斯获得第66届柏林国际电影节颁发终身成就奖 。
2017年，与吉娜·戴维斯、乔·哈姆联合主演爱情悬疑电影《衍生玛约莉》，影片改编自获2014年普利策奖提名的同名戏剧 。2018年2月11日，与霍利·亨特合作主演的家庭剧《此时此刻》播出，在剧中饰演德高望重的哲学教授格雷格·博特赖特 。
2019年9月21日，与玛德琳·奇玛、苏珊·萨兰登联合主演的喜剧电影《录像时带》上映；10月，与丽兹·卡潘合作主演的科幻悬疑剧《城堡岩第二季》播出；11月22日，与马克·鲁弗洛、安妮·海瑟薇等联合主演的剧情电影《黑水》上映[15-16] ；同年，在纪录片《创造之脑》中出镜。2020年，在纪录片《MyDarlingVivian》中出镜。
2021年8月，蒂姆·罗宾斯将加盟AppleTV新剧《羊毛战记》，饰演IT主管伯纳德。
