Родился 16 октября 1958 года в Калифорнии. Его отец был исполнителем фолк-музыки, а мать журналистом. Уже в возрасте двенадцати лет Тим увлекся театром. После окончания школы он поступил в государственный Нью-Йоркский университет Платтсбурга, но вскоре оставил его ради обучения театральному искусству в Калифорнийском университете. После окончания учебы он присоединился к труппе авангардного театра.
Постепенно Роббинс стал исполнять эпизодические роли в различных сериалах, среди которых были «Блюз Хилл-Стрит», «Санта Барбара» и «Детективное агентство «Лунный свет». В полнометражном кино он дебютировал в 1984 году в фильме «Игрушечные солдатики». Более заметной стала роль в картине «Студенческие каникулы», которая вышла в следующем году. Затем ему стали стабильно предлагать второстепенные роли в различных проектах, так он сыграл в таких фильмах, как «Удивительные истории», «Происки в стране Чудес», «Говард-утка», «Лучший стрелок», «Пять углов» и «Катушка».
В 1988 году роль в фильме «Дархэмский бык», главные роли в котором исполнили Кевин Костнер и Сьюзен Сарандон, принесла Тиму огромный успех. Другой значимой актерской работой Роббинса в те годы стала психологическая драма «Лестница Иакова». Следом вышли ленты «Человек-кадиллак», «Смерч» и «Лихорадка джунглей». За роль в фильме «Игрок» Тим был удостоен премии «Золотой глобус». Но еще больший успех принесла ему лента по повести Стивена Кинга «Побег из Шоушенка». Также в тот период он снимался в картинах «Боб Робертс», «Короткий монтаж», «Подручный Хадсакера», «Коэффициент интеллекта», «Готовое платье», «Нечего терять». Очередной яркой работой стал в 1998 году триллер «Дорога на Арлингтон», где Тим сыграл вместе Джеффем Бриджесом и Джоаном Кьюсаком. Вскоре на экраны с участием Роббинса вышли фильмы «Фанатик», «Миссия на Марс», «Опасная правда», «Звериная натура», «Вся Анна Николь Смит» и «Правда о Чарли».
В 2003 году Тим вместе с Шоном Пенном сыграл в драме Клинта Иствуда «Таинственная река», за роль в котором был удостоен премии «Оскар». Все последующие годы Тим Роббинс оставался востребованным актером и регулярно снимался в различных проектах. Он сыграл в фильмах «Код 46», «Телеведущий», «Тайная жизнь слов», «Война миров», «Игра с огнем», «Выбор судьбы», «Шум», «Возвращение» и «Крутой поворот». А одной из последних работ актера стал высокобюджетный фильм «Зеленый Фонарь».
Кроме актерской деятельности Тим Роббинс выступил как сценарист, режиссер и продюсер нескольких фильмов, среди которых «Боб Робертс», «Мертвец идет» и «Колыбель будет качаться».