Окончив в 1964 году школу, восемнадцатилетний Далтон начал играть в театре и в течение трёх лет был ведущим актёром Национального молодёжного театра Майкла Крофта. Одновременно, с 1964 по 1966 год, он учился в Королевской академии драматического искусства, после играл в Бирмингемском театре.В 1966 году Тимоти Далтон впервые снялся на телевидении, а в 1968 году состоялся его кинодебют в историческом фильме «Лев зимой (фильм, 1968)» — в котором великолепной игрой блеснули Питер О`Тул и Кэтрин Хепбёрн и который стал актёрским прорывом для Энтони Хопкинса.В 70-х годах Далтон снимается во многих кинофильмах, среди которых несколько испанских и итальянских проектов, работает на ТВ, где много занят в исторических постановках, играет в Королевской шекспировской труппе и труппе «Prospect Theater».В 1978 году он снялся в первом своём американском фильме «Секстет (англ.)». Этапной для актёра стала фантастическая лента «Флэш Гордон» (1980).В 80-е годы карьера Далтона на британском телевидении достигла пика телесериалом «Джейн Эйр» (1983, BBC), в 1987 году актёр снимается в принесшей ему всемирную известность роли Джеймса Бонда в «Искры из глаз», придав легендарному образу новые черты.Предложение Далтон принял, а так как второй кандидат — Пирс Броснан — был связан контрактом с телевидением, он и стал Джеймсом Бондом номер четыре. Спустя некоторое время ситуация повторилась с точностью до обратного — Далтон был занят на телевидении, и взяли Броснана.А в 90-х в телефильме «Скарлетт», вольном продолжении «Унесённых ветром», Тимоти Далтон блистательно сыграл Ретта Батлера — роль, которая прославила Кларка Гейбла. Из других работ актёра в 90-е годы известны детектив «Подставленный» (1993), европейский проект «Королевская шлюха» (1990), эпизод «Концерт оборотня» («Байки из склепа», 1994), «Парикмахерша и чудовище» (1997).Нельзя не упомянуть работу актёра и в документальном фильме «В компании с волками».Хобби Тимоти Далтона — рыбалка, чтение, джаз и опера, он также коллекционирует предметы антиквариата.О личной жизни актёра известно очень мало.В 1995 году на кинофестивале в Лондоне он познакомился с русской певицей, композитором, преподователем и моделью Оксаной Григорьевой (она работала там переводчиком у Никиты Михалкова). Через некоторое время они поженились, 7 августа 1997 года родился сын Александр.В настоящее время он разведён.