Adolescent, Timothy Spall commence à se passionner pour le théâtre. A 21 ans, il trouve un premier rôle important sur scène et fait ses débuts au cinéma dans le moyen métrage The Life story of Baal. L'année suivante, on l'aperçoit en projectionniste dans Quadrophenia, l'adaptation du rock opera des Who. En 1982, Timothy Spall fait une rencontre déterminante pour la suite de sa carrière en la personne de Mike Leigh. Les deux hommes travaillent sur le téléfilm Home sweet home dans lequel il joue un des trois personnages principaux. Le cinéaste lui offre par la suite les rôles les plus marquants de sa carrière. Il est le propriétaire d'un magasin dans Life is sweet (1990), Maurice, le photographe spécialisé dans les mariages dans Secrets et mensonges, qui remporte la palme d'or à Cannes en 1996, et un apprenti chanteur dans Topsy-Turvy (1999). En 2002, les deux hommes se retrouvent sur All or nothing. Timothy Spall y joue un chauffeur de taxi dont la vie de couple se désagrège.Dans les années 1980, l'acteur multiplie les seconds rôles dans des genres très divers comme l'adaptation de classiques de la littérature avec Oliver Twist (1982), la comédie avec Dutch Girls (1985), l'horreur avec The dream demon (1988) et le drame avec Le Complot (1988). En 1990, il apparaît dans Chasseur blanc, coeur noir de Clint Eastwood et dans Un thé au Sahara de Bernardo Bertolucci. Au début des années 1990, Timothy Spall se consacre essentiellement à la télévision et au théâtre. Il faut attendre 1996 pour le retrouver sur grand écran dans Hamlet de Kenneth Branagh. Sa performance dans Secrets et mensonges relance sa carrière. Il est un inspecteur dans La Sagesse des crocodiles (1998) et un musicien sur le retour dans Still Crazy (1998). En 2000, il retrouve sa passion du théâtre et Kenneth Branagh pour Peines d'amour perdues, prête sa voix à Nick le rat dans Chicken run tandis que Patrice Chéreau l'emploie en mari trompé dans Intimité. L'année suivante, il apparaît au côté de Tom Cruise dans Vanilla sky. En 2003, il retrouve l'acteur sur Le Dernier samouraï, puis enchaîne sur Harry Potter et le prisonnier d'Azkaban (2004) et Harry Potter et la coupe de feu (2005). Il incarne pour l’occasion l'ignoble Peter Pettigrow alias Queudver, serviteur de Lord Voldemort, rôle qu’il reprendra pour les quatre derniers volets de la saga (de 2007 à 2011).
Timothy Spall revient à maintes reprises au genre fantastique dans les années qui suivent, et donne ainsi la réplique à Jim Carrey dans Les Désastreuses aventures des orphelins Baudelaire (2004), avant de jouer une nouvelle fois les valets maléfiques dans Il était une fois (2007) de Disney. Il collabore ensuite à deux reprises avec Tim Burton, incarnant le vil complice du juge Turpin dans le sanglant Sweeney Todd (2008), et prêtant sa voix au chien Bayard dans la nouvelle adaptation d’Alice au Pays des Merveilles (2010).
En parallèle, Spall varie les genres. Il joue ainsi l’assistant du prestidigitateur Harry Houdini dans le drame romantique Au-delà de l'illusion (2007), puis apparaît au casting du western Appaloosa (2008) et dans le biopic Fleur du désert (2010). L'année suivante, l’acteur livre une impressionnante interprétation de Winston Churchill dans le drame historique Le Discours d'un roi.
Après un passage par l’épouvante (Wake Wood, 2012), la comédie familiale (My Angel, id.) et le thriller (Wasteland, 2012), Spall retourne à la science-fiction avec Upside Down (id.), une romance renversante avec Jim Sturgess et Kirsten Dunst. La même année, le comédien tourne dans le drame adolescent Ginger & Rosa avec Elle Fanning et dans le film d’action Assassin’s Bullet. Il joue dans le film Duo d’escrocs (2014) aux côtés de Pierce Brosnan, Emma Thompson, Celia Imrie et des Français Laurent Lafitte et Louise Bourgoin.
Le 3 décembre 2014, les Français le retrouvent au cinéma dans le biopic Mr. Turner de Mike Leigh. Le long-métrage s’intéresse aux dernières années tourmentées du peintre britannique, J.M.W Turner. Le film, présenté en compétition au 67ème Festival de Cannes, est la cinquième collaboration entre Spall et Leigh.
