Tim Johnson se consacre à l'animation depuis ses études secondaires.
Durant la préparation d'une licence de littérature anglaise à la Northwestern University, il produit deux films d'animation qui lui valent chacun le Richter Grant Organization Award. Après l'obtention de ses diplômes, il travaille pendant deux ans comme animateur et réalisateur freelance. Ses débuts dans l'animation informatisée remontent à 1985, époque où il était employé par les studios Post Effects de Chicago.
En 1988, Johnson rallie PDI. Deux ans plus tard, il participe à la création du Character Animation Group de ce studio, et à l'occasion d'Halloween, Tim dirige l'animation de l'émission spéciale « Homer3 », où les personnages des « Simpson » découvrent la troisième dimension. Cet épisode, tourné en 1995 et particulièrement prisé des fans de la série, est considéré aujourd'hui comme un classique par tous les amateurs d'animation.
C'est avec Fourmiz (1999) que Tim Johnson débute dans le long-métrage. Première production animée sur ordinateur de PDI/DreamWorks, Fourmiz compte une brillante distribution vocale qui réunit Woody Allen, Sharon Stone, Anne Bancroft, Sylvester Stallone, Gene Hackman et Jennifer Lopez. Il revient en 2003 pour signer Sinbad, la légende des mers avec les voix de Brad Pitt, Catherine Zeta-Jones et Ralph Fiennes. Tourné en 2D, le dessin ne remporte pas un grand succès mais asseoit la réputation du cinéaste chez Dreamworks qui lui confie la réalisation de Nos voisins les hommes en 2006. Présenté hors compétition à Cannes, le film obtient un joli succès au box-office.
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