Urodził się w West Covina w Kalifornii w rodzinie katolickiej jako syn Mary Cecelii (z domu Bledsoe), aktorki, i Gilberta Lee Robbinsa, piosenkarza, aktora i kierownika The Gaslight Cafe[5][6]. Ma dwie siostry, Adele i Gabrielle, oraz brata Davida[7]. Wychowywał się w Nowym Jorku. W młodym wieku przeprowadził się ze swoją rodziną do Greenwich Village, podczas gdy jego ojciec kontynuował karierę jako członek zespołu folkowego The Highwaymen[7].
W wieku dwunastu lat zaczął występować w teatrze i dołączył do klubu teatralnego w nowojorskiej Stuyvesant High School (klasa 1976)[7]. W szkole średniej zostaje wyrzucony przez drużynę hokejową za spowodowanie walki[8]. Spędził dwa lata na Stanowym Uniwersytecie Nowego Jorku w Plattsburgh, a następnie powrócił do Kalifornii, aby studiować w Szkole Filmowej działającej przy UCLA, kończąc studia na wydziale dramatu w 1981 z tytułem bakałarza sztuk[7]. Pracował jako kelner w Hillcrest Country Club[8].
Jego debiut miał miejsce, gdy mając zaledwie dwanaście lat wraz ze swoim ojcem maszerując w Waszyngtonie zaśpiewał protest song „Ink is Black but the Page is White”, aby zaprotestować przeciw wojnie w Wietnamie[8]. Jako nastolatek występował w Theater for the New City, a latem w teatrze ulicznym, a także w muzycznej wersji książki Antoine’a de Saint-Exupéry’egoMały Książę. Założył awangardową grupę teatralną Actors' Gang w Los Angeles, gdzie spełniał się jako reżysera teatralny. Zajął się także pisaniem scenariuszy.
W 1982 wystąpił jako domowy terrorysta Andrew Reinhardt w trzech odcinkach serialu medycznego NBC St. Elsewhere. W 1985 wystąpił gościnnie w drugim odcinku serialu telewizyjnego ABC Na wariackich papierach „Gunfight at the So-So Corral”.
Jego najwybitniejszym dziełem reżyserskim jest dramat więzienny Przed egzekucją z Susan Sarandon i Seanem Pennem w rolach głównych (Robbins był także współautorem scenariusza). Za rolę zakonnicy walczącej o wstrzymanie egzekucji młodego gwałciciela i mordercy, Sarandon zdobyła Oscara. Nominowani do tej nagrody zostali Penn i Robbins (za reżyserię).
W latach 1988–2009 był związany z aktorką Susan Sarandon, z którą ma dwóch synów: Jacka Henry’ego i Milesa Guthrie. Tim Robbins ze wzrostem 196 cm jest najwyższym zdobywcą Oscara w historii.
