Timothy Francis Robbins a kaliforniai West Covina városkában egy élénk társadalmi életet élő, vallásos család negyedik gyermekeként látta meg a napvilágot. Anyja színésznő, apja a gyülekezeti kórus vezetője volt, aki folkénekesként is ismert lett. Tim New Yorkban töltötte gyermekkorát, a világot jelentő deszkákon tinédzserként, A kis herceg musicalváltozatának címszerepében debütált. Rövid ideig New Yorkban tanult színészetet, tanulmányait Los Angelesben folytatta, megélhetését és tandíját többek közt pizzafutárként és vendéglői alkalmazottként biztosította.

1981-ben egyetemi társaival avantgárd színtársulatot alapított Actors' Gang néven, az elsősorban Bertolt Brecht és Alfred Jarry darabjait játszó (első bemutatójuk az Übü király volt) együttes komoly szakmai elismerést aratott. Robbins először egy tévéfilmben állt a kamerák elé, ezt a Toy Soldiers című amerikai-mexikói akciófilm követte, pár percre feltűnt a Top Gunban is. Az igazi ismertséget az 1988-as Baseball bikák hozta meg számára, filmbeli partnerével, az érett csábító asszonyt alakító (és nála tizenkét évvel idősebb) Susan Sarandonnal kapcsolata a magánéletben is folytatódott. 2009-ig tartó kapcsolatukból két fiú született, az egyik író-rendező, a másik színész lett.

Az egyik legsokoldalúbb hollywoodi színész számtalan filmes műfajban kipróbálta magát: meggyőző volt a Jákob lajtorjája című thriller vietnami háborús veteránjaként, lélektani krimiben (A szomszéd), drámában (A remény rabjai) és vígjátékokban (Erik, a viking, Cadillac Man, I.Q. – A szerelem relatív). A filmvilág szatíráját nyújtó Robert Altman-film, A játékos gátlástalan stúdióvezetőjének szerepéért megkapta a cannes-i filmfesztiválon a legjobb férfi alakítás díját, valamint a Golden Globe-díjat. Altman a későbbiekben a Rövidre vágva című drámában és a Divatdiktátorok című filmszatírában is foglalkoztatta. 

A kamera mögé először a Bob Roberts című családi vígjáték kedvéért állt, amelyben a rendezés és a főszerep mellett a forgatókönyvet is ő jegyezte, a zenét testvére komponálta, és a szereplők közül nem hiányzott Susan Sarandon sem. A veterán Paul Newman partnere volt a Coen-testvérek által rendezett A nagy ugrás című szatírában. 1995-ben rendezőként jelölték Oscar-díjra a megbocsátás és bűnbánat témakörét feldolgozó Ments meg, Uram! című drámáért, és bár őt nem díjazták, a női főszerepet alakító Susan Sarandon kiérdemelte az elismerést. A megrendítő alkotásban nyújtott alakításáért a férfi főszereplő Sean Pennt és a film betétdalát jegyző Bruce Sprinsteent is jelölték Oscarra. Külön érdekesség, hogy Robbins és felesége személyében két évtized után jelöltek ismét házaspárt ugyanazért a filmért. A színész-rendező 2003-ban vigasztalódhatott, amikor a Golden Globe-díj után az Oscar-szobrocskát is magához szoríthatta a három gyerekkori barát történetét elbeszélő, Clint Eastwood rendezte Titokzatos folyó című dráma mellékszereplőjeként.

Az utóbbi másfél évtizedben játszott sci-fiben (a Spielberg által rendezett Világok harcában), dél-afrikai politikai drámában (Tűzveszélyben), spanyol filmdrámában (A szavak titkos élete, Egy tökéletes nap), krimi-vígjátékban (Született bűnözők), amerikai filmdrámában (Üdv a világomban!) és vígjátékban (Vágyak szerelmesei) egyaránt. Több televíziós munkát – köztük sorozatokat is (The Spoils of Babylon, Krízisben) – vállalt, amelyben nemcsak színészként, hanem rendezőként is közreműködött. Jelenleg is fut az Itt és most című sorozata, amelyben Holly Hunter oldalán alakítja a főszerepet.

A színházzal sem szakított, 2006-ban színpadra állította George Orwell 1984 című regényét, amely oly nagy hatással volt rá, hogy felhagyott a tévénézéssel. Nyilatkozata szerint egyébként is hajlik arra, hogy teljesen kizárja életéből a tömegkommunikáció minden formáját, és napjainkban kevéssé jellemző módon a mobiltelefonjától is megszabadult. A színész soha nem titkolta liberális politikai meggyőződését, számtalanszor felemelte szavát az emberi jogok és a kisebbségek védelme érdekében, a globalizáció ellen szervezett tüntetéseken, ellenezte az iraki háborút. 1993-ban hatalmas botrányt váltott ki, amikor az Oscar-díj átadásán feleségével a haiti menekültek ügyében az amerikai kormányt élesen bíráló beszédet mondtak.

Tim Robbins 196 centiméterével szó szerint a legnagyobb az Oscar-díjasok között, imádja a hokit, a baseballt (saját bevallása szerint a világ legfanatikusabb New York Rangers szurkolója), kedvenc filmje Kuroszava Akira A hét szamuráj című alkotása. Egy időben előkelő helyen szerepelt a legszexisebb, illetve a legrosszabban öltözött hírességek listáján is. 2008 óta csillaga van a hollywoodi Hírességek sétányán, 2013-ban a Berlinale zsűritagja volt. Számtalan kitüntetése mellett idén nyáron Kristályglóbuszt kapott a Karlovy Vary-i nemzetközi filmfesztiválon a világ filmművészetét gazdagító munkásságáért. A zenésznek is kiváló Robbins, aki több filmjében saját számát énekli, ez alkalomból zenésztársaival együtt koncertet is adott a cseh város színházában.