Tim Tamke wuchs in der nord-niedersächsischen Provinz auf und war schon zu Schulzeiten vom Theater fasziniert. Nach dem Kunst-Abitur begann er sich mit Filmausstattung zu beschäftigen und arbeitete einige Jahre an diversen Filmsets. Zuerst war Tamke ab 2009 als Außenrequisite-Assistenz tätig, doch er erweiterte seinen Einsatzbereich stetig, sodass auch Szenenbild-Assistenz und Set-Dressing zu seinen Aufgaben gehörten. Häufig handelte es sich dabei um Kurzfilme, z.B. von Studierenden der Hamburg Media School.

Ab 2010 studierte Tamke dann selbst an der HfbK Hamburg am Fachbereich Film. Kurze Zeit später folgten erste eigene Arbeiten als Ausstatter und Stylist für diverse Fotoproduktionen und Werbefilme. Gleichzeitig war er weiterhin als Set Dresser und Szenenbild-Assistent aktiv, so zum Beispiel beim vieldiskutierten Zweiter-Weltkriegs-Mehrteiler "Unsere Mütter, unsere Väter" (2012), dem ungewöhnlichen heist movie "Banklady" (2013), der in den 1960er-Jahren spielt, oder der internationalen Ko-Produktion "Schändung" (2014). Den ersten abendfüllenden Spielfilm betreute er als alleinverantwortlicher Szenenbildner dann 2015 - und als Roadmovie bot ihm Benjamin Teskes "Strawberry Bubblegums" (2016, TV) gleich eine Vielzahl von Drehplätzen, an denen er sein Talent zeigen stellen konnte.

Weitere Filme als Szenenbildner folgten, darunter Ilker Çataks Romanverfilmung von Nils Mohls "Es war einmal Indianerland" und der NDR-Tatort "Querschläger" (2019) mit Wotan Wilke Möhring als Kommissar Falke. Dieser war dann auch in der Hauptrolle von Christian Alvarts "Steig. Nicht. Aus!" (2017) zu sehen – für dessen Production Design Tim Tamke ebenso verantwortlich gezeichnet hatte.

Die Zusammenarbeit mit Alvart setzte er in dessen Netflix-Serie "Dogs of Berlin" 2018 fort; 2020 kam schließlich "Freies Land" in die Kinos – ein von Regisseur Alvart packend inszenierter Thriller, der in den Nachwendejahren spielt und Tamke viel Raum ließ, die Drehorte zeitgemäß in Szene zu setzen. Für seine Leistung wurde er für den Deutschen Filmpreis nominiert.