Родился 11 мая 1964 года в Оклахома, США. Американский режиссер, актер, сценарист и продюсер.
Родился в местечке Талса (штат Оклахома, США) в еврейской семье. Его мать — известный в Талсе общественный активист и филантроп Рут Нельсон, а отец — геолог Дон Нельсона. Дедушка и бабушка Тима по материнской линии, жившие в Германии, смогли уберечься от нацистов, перебравшись в 1938-м, незадолго до Второй мировой войны, в Великобританию, а в 1941-м эмигрировали в Соединенные Штаты. Родные Тима по отцовской линий были русско-еврейскими эмигрантами.
С 1992 года Тим начал активно играть на сцене и сниматься в кино и на ТВ. Его экранным дебютом стала драма Норы Эфрон «Это моя жизнь».
Вышедший на экраны в 2001-м мелодраматический триллер Тима «О» с Джошем Хартнеттом, Мекхаем Файфером, Джулией Стайлз и Мартином Шином оказался еще более успешным. В тот же год была показана историческая военная драма о Холокосте «Сера Зона», принесшая режиссеру и сценаристу Тиму Блейку Нельсону номинация на «Золотую раковину» на международном кинофестивале в Сан-Себастьяне и премию Национального совета по рассмотрению свободы слова. В 2009 году на кинофестивале в Торонто состоялась премьера очередного творения Тима — криминально-комедийного триллера «Травка» о двух братьях-близнецах, которых сыграл Эдвард Нортон, а в 2015 году он представил драму «Анестезия» с Сэмом Уотерстоном и Кристен Стюарт.
Можно выделить роль доктора Сэмюеля Стиренса в супергеройском фильме «Невероятный Халк».
Личная жизнь: Женат на актрисе Лизе Бенавидес. В браке у пары родилось трое сыновей.