Karierę zaczynał w kameruńskim klubie o nazwie Mineduc. Następnie trafił do bardziej znanego Union Duala. W 2000 roku wyjechał z ojczyzny do Szwajcarii, by bronić barw Neuchâtelu Xamax. Spotkał tam swojego rodaka, Augustine Simo. Dwa sezony równej gry w tym klubie wystarczyły, by lewym obrońcą zaczęły się interesować bardziej znane kluby. Ostatecznie trafił do FC Basel i był to bardzo trafny wybór. To tam wypłynął na szerokie wody Ligi Mistrzów, a znakomitymi występami, m.in. przeciwko Manchesterowi United zwrócił na siebie uwagę czołowych klubów Europy. W 2004 roku trafił do Tottenhamu Hotspur za kwotę 4 500 000 euro. Debiutował już w pierwszej kolejce Premier League, w meczu z Liverpoolem. Wszedł na boisko w 70 minucie, a mecz zakończył się rezultatem 1:1. Po sezonie parol na lewego obrońcę reprezentacji Kamerunu zagiął niemiecki Hamburger SV i za 2 500 000 euro udało się sfinalizować transfer. Dotychczas największym sukcesem Atouby w barwach HSV jest zajęcie 3 miejsca w sezonie 2006/2007, a także wcześniejsze występy w Lidze Mistrzów i Pucharze UEFA w którym HSV odpadł w 1/8 finału, przegrywając z Rapidem Bukareszt. W 2009 Atouba przeszedł do Ajaksu Amsterdam.
W 2003 roku Atouba wystąpił w Pucharze Konfederacji. Kamerun dotarł aż do finału, w którym nieszczęśliwie przegrał 0-1 z Francją, dopiero po dogrywce. W 2004 roku Atouba wygrał Puchar Narodów Afryki, a Kameruńczycy pokonali w finale Senegal, 3:2 w rzutach karnych. Timothée wziął udział w eliminacjach do Mistrzostw Świata 2006, które zakończyły się niewypałem dla ekipy Artura Jorge. Reprezentował Kamerun podczas Pucharu Narodów Afryki 2006, gdzie ekipa Artura Jorge zakończyła udział w meczu z Wybrzeżem Kości Słoniowej, przegrywając w karnych 12:13. Dotychczas Atouba wystąpił 29 razy w reprezentacji „Nieposkromionych Lwów”.
