Timothée de Fombelle a vécu deux années en Côte d'Ivoire. Après avoir été professeur de lettres en France et au Vietnam, il se consacre au théâtre.

En 1992, il fonde sa propre troupe pour laquelle il écrit et met en scène. Sa pièce Le Phare créée en 2001  est récompensée par le Prix du Souffleur 2002 et le révèle comme auteur de théâtre. 

En 2006 sort son premier roman pour la jeunesse, Tobie Lolness, une duologie publiée chez Gallimard Jeunesse et illustrée par François Place. Traduit dans 29 langues, c'est un succès mondial ! Tobie Lolness remporte de très nombreux prix en France comme à l'étranger ! Avec Céleste, ma planète, qui entre au programme de 5e au collège, et Victoria rêve, l'auteur fait une véritable Ode à l'écologie et aux pouvoirs de l'imaginaire. Sa deuxième duologie, Vango, est publiée en 2010. Elle remporte elle aussi un très grand succès. Editée sous plus de 19 langues, elle est saluée autant par la critique que par les lecteurs. En 2014 sort Le Livre de Perle, qui mêle féerie et Seconde Guerre Mondiale. En 2016 est publié Georgia: tous mes rêves chantent qui est un conte musical illustré par Benjamin Chaud. On y retrouve la voix de très nombreux artistes tels que Cécile de France, Alain Chamfort, Emily Loizeau, Albin de la Simone...Timothée de Fombelle écrit Neverland, son premier livre pour adultes, en 2017. Il participe à l'écriture de Si on chantait ! avec treize autres auteurs jeunesse français, dont Victor Dixen, Christelle Dabos ou encore Vincent Villeminot, publié chez PKJ en février 2020 au profit du Secours Populaire Français. Le 11 juin 2020 est sorti son tout nouveau roman, Alma, le vent se lève.

Il est également auteur de nombreux albums, comme La Bulle illustré par Éloïse Scherrer, Capitaine Rosalie par Isabelle Arsenault et Quelqu'un m'attend derrière la neige illustré par Thomas Campi. Timothée de Fombelle a réalisé le scénario de la bande-dessinée de Christian Cailleaux Gramercy Park.

Publié dans le monde entier et lauréat de très nombreux prix, Timothée de Fombelle est considéré comme l'un des plus grands auteurs pour la jeunesse de sa génération.