Semión (Semyon) Konstantinovich Timoshenko nació en el seno de una familia de campesinos en Furmanivka, Besarabia, Imperio Ruso (ahora en Ucrania). En 1915, fue reclutado por el ejército y sirvió como soldado de caballería durante la Primera Guerra Mundial.
En 1917, durante la guerra civil rusa, simpatizó con los revolucionarios comunistas, uniéndose a las fuerzas comunistas en 1918 y al Partido Bolchevique en 1919. Durante la guerra civil, conoció a Iósif Stalin en Tsaritsyn (más tarde en Stalingrado y luego en Vogogrado), lo que sería la base de su constante ascenso en la cadena de mando cuando Stalin subió al poder más tarde.
En la década de 1920, Timoshenko entre el comandante de todas las fuerzas de caballería del ejército ruso. En 1933, fue nombrado oficial al mando del ejército ruso en Bielorrusia.
En 1935, se convirtió en el oficial al mando de las fuerzas en Kiev, Ucrania. En 1937, fue nombrado oficial al mando de las fuerzas en el norte del Cáucaso, y luego de Kharkov, Ucrania. En 1938, volvió a Kiev como comandante. En 1939, se le dio el mando de toda la región occidental de Rusia.
Cuando comenzó la Guerra Europea en septiembre de 1939, Timoshenko dirigió las fuerzas rusas en la invasión de Polonia. En enero de 1940, fue destinado al norte para unirse a la ya iniciada Guerra de Invierno con Finlandia; las tropas rusas cambiaron el rumbo y atravesaron la Línea Mannerheim, de carácter defensivo, y condujeron a la victoria rusa.
En mayo, Semyon Timoshenko fue nombrado Mariscal de la Unión Soviética por la victoria contra Finlandia, y fue nombrado Héroe de la Unión Soviética. Entre 1940 y 1941, como Comisario del Pueblo para la Defensa, fue responsable de la introducción en el ejército de la dura disciplina que recordaba al ejército zarista, y también de la modernización del ejército mediante la mecanización.
Cuando los alemanes invadieron Rusia en junio de 1941, Stalin asumió el papel de Comisario del Pueblo para la Defensa y envió a Semión Timoshenko al frente para llevar a cabo una retirada de combate hacia Smolensk, Rusia, donde pudo dirigir un grueso del ejército derrotado para la defensa de Moscú.
En septiembre, fue trasladado a Ucrania para mantener las líneas contra la embestida alemana, lo que pudo hacer con bastante éxito. En mayo de 1942, dirigió una contraofensiva en Kharkov, Ucrania, que tuvo un éxito inicial, pero que finalmente fue derrotada con un número de bajas extremadamente alto (al menos 200.000 heridos, muertos o capturados).
Se le culpó de la derrota, aunque algunos pensaban en secreto que la derrota debería haberse atribuido a Stalin, que subestimó la fuerza alemana en la región cuando ordenó la ofensiva. Fue trasladado a Stalingrado en junio de 1942; su anterior función como oficial al mando del oeste fue asumida por Georgy Zhukov.
En octubre de 1942, fue nombrado oficial al mando del noroeste, seguido de un nombramiento en Leningrado, Rusia, en junio de 1943. Volvió al Cáucaso en junio de 1944, y luego sirvió en los estados bálticos ocupados por Rusia en agosto de 1944.
Después de la guerra, Semyon Timoshenko fue oficial al mando en Bielorrusia entre marzo y mayo de 1946. En junio de 1946, sirvió en el sur de los Montes Urales. Regresó a Bielorrusia en marzo de 1949.
En 1960, fue nombrado Inspector General del Ministerio de Defensa, que era en gran medida un puesto ceremonial sin mucha responsabilidad. En 1961, fue nombrado Presidente del Comité Estatal de Veteranos de Guerra. Semión Timoshenko fue nombrado Héroe de la Unión Soviética por segunda vez en 1965. Falleció en Moscú, Rusia, en 1970.