Đến với điện ảnh một cách tình cờ, lại từng ngồi tù hơn 2 năm vì tội vận chuyển ma túy, nhưng Tim Allen vẫn vươn tới hàng sao tại Hollywood. Ông còn là tác giả của cuốn sách bán chạy nhất khu vực Bắc Mỹ trong năm 1994.
Cha mẹ Allen có 6 người con. Ông chào đời vào ngày 13/6/1953 tại thành phố Denver, bang Colorado, Mỹ với cái tên Timothy Allen Dick. Cha ông làm nghề môi giới bất động sản, còn mẹ làm việc cho một tổ chức từ thiện. Khi Allen lên 11 tuổi, cha ông qua đời trong một vụ tai nạn xe hơi khi lái xe đưa gia đình tới xem một trận đá bóng. Hai năm sau đó, mẹ ông tái hôn với người bạn trai hồi còn học phổ thông -lúc đó đã trở thành doanh nhân. Với sự kiện này thì Tim có thêm 2 người em cùng mẹ khác cha. Hai năm sau lễ cưới, mẹ và bố dượng của ông đưa gia đình tới thành phố Detroit, bang Michigan.
Tốt nghiệp phổ thông trung học, Tim đăng ký học tại khoa Sản xuất chương trình truyền hình của Đại học Western Michigan và tốt nghiệp vào năm 1975 với tấm bằng cử nhân. Người ta đồn rằng ông từng sử dụng cocaine khi còn là sinh viên. Ngày 2/10/1978, Tim bị bắt cùng một người bạn tại một sân bay tại Kalamazoo vì giấu cocaine trong hành lý. Vì khối lượng cocaine quá lớn so với quy định, nên Tim đối mặt với khả năng lĩnh án tù chung thân. Trong thời khắc nguy cấp, Tim quyết định khai ra sự thật: người bạn đi cùng lợi dụng ông để vận chuyển thứ bột trắng chết người. Trước những bằng chứng thuyết phục, Tim chỉ phải gánh một phần trách nhiệm và lĩnh bản án 28 tháng tù giam. Người bạn của ông đương nhiên là lĩnh án chung thân.
Tim đến với nghiệp diễn một cách tình cờ. Trong một lần ngồi trong hộp đêm ở Detroit, ông đã nhảy lên sân khấu để biểu diễn mấy tiết mục hài sau khi bị đám bạn khích tướng. Màn biểu diễn của Tim để lại ấn tượng với ông chủ hộp đêm. Sau lần đó, ông trở thành diễn viên nghiệp dư tại hộp đêm này. Dần dần ông trở thành một thành viên thường xuyên của câu lạc bộ hài kịch của thành phố. Tới lúc này thì Tim quyết định theo đuổi con đường nghệ thuật. Ông tới Los Angeles và tham gia câu lạc bộ The Comedy Store (dành cho các diễn viên hài). Một thời gian sau, người ta thấy Tim xuất hiện trong các chương trình truyền hình với vai trò là người dẫn chương trình.
Sự nổi tiếng bắt đầu đến với Tim kể từ khi ông được mời tham gia series phim truyền hình Improvement (1991-1999) của hãng ABC. Tim Taylor, nhân vật mà ông đóng trong phim, được tạp chí TV Guide xếp vào vị trí 20 trong danh sách "50 ông bố vĩ đại nhất trên truyền hình". Cuối năm 1994, ông được chọn đóng vai chính trong The Santa Clause - bộ phim được xem nhiều và có doanh thu cao nhất trong năm. Cũng trong năm ấy, Tim cho ra đời Don't Stand Too Close to a Naked Man - một trong những cuốn sách bán chạy nhất khu vực Bắc Mỹ. Với 3 thành công vang dội như thế, cái tên Tim Allen đã trở thành một hiện tượng trong nền điện ảnh Mỹ.
Trong những buổi nói chuyện trên truyền hình, Tim thường thảo luận về mối quan hệ nam nữ, cách nuôi dạy con cái và cả công nghệ thông tin. Kiến thức sâu rộng trong nhiều lĩnh vực giúp ông tiếp cận dễ dàng với nhiều đối tượng khán giả. Sự khiêm tốn và trung thực của ông khiến nhiều người ngưỡng mộ. Trong cuốn sách đầu tiên, Tim thừa nhận rằng, mặc dù rất thích nghiên cứu về khoa học máy tính, nhưng ông chưa đạt tới trình độ của một chuyên gia. Cuối thập niên 90, Tim xuất bản I'm Not Really Here - một cuốn sách tập hợp những suy nghĩ của ông về vật lý lượng tử, mối quan hệ giữa hai giới trong công việc và tình trạng khủng hoảng tâm lý của nam giới khi bước vào độ tuổi trung niên.
Do ham thích tìm hiểu khoa học nên Tim là một trong những diễn viên rất ủng hộ phong trào bảo vệ thiên nhiên. Ông từng mua lại một khu đất cắm trại có diện tích 26 hecta tại Michigan sau khi biết tin một công ty bất động sản có ý định xây dựng một tòa nhà ở đó. Tim tuyên bố rằng ông mua lô đất đó không phải để ở, mà chỉ là để giữ lại vẻ hoang sơ ban đầu của nó.
Tên của Tim Allen được đặt cho ngôi sao số 6834 tại Đại lộ Danh vọng ở Hollywood.
