Wasilij Timmm wurde 1820 auf dem Gut Sorgenfrei geboren, das sich heute in Riga befindet, in der Familie des Bürgermeisters Friedrich Wilhelm Timmm. Die ersten Malstunden erhielt er in seiner Heimatstadt. 1835 kam Timmm nach Petersburg und wurde als freier Hörer an der Kaiserlichen Akademie der Künste aufgenommen, wo er bei A. I. Sauerweid die Schlachtenmalerei studierte. 1839 schloss er die Akademie mit dem Titel Künstler der XIV. Klasse ab. 1837 wurde Timmm für das Gemälde „Gruppe von Ulanen“ mit einer kleinen Silbermedaille ausgezeichnet, und 1839 erhielt er für seine Erfolge in der Schlachtenmalerei eine große Silbermedaille und den Titel klassischer Künstler.

Frühe Bekanntheit erlangte Timmm durch die Illustrationen zu dem satirischen Gedicht von I. P. Mjatlew „Sensationen und Bemerkungen der Frau Kurdjukowa im Ausland“ (1840-44). Er schuf auch Zeichnungen für die Ausgaben „Unsere, von Russen nach der Natur abgemalt“ und „Bilder russischer Sitten“. 1843 erregte Timmm die Aufmerksamkeit von O. Vernet, und auf seine Einladung reiste er nach Paris, wo er 1844 und 1846 als Schüler von Vernet lebte und arbeitete. 1844 nahm er an der Ausstellung des Pariser Salons teil.

1848 kehrte Timmm aufgrund der Revolution nach Russland zurück. 1849 und 1850 war er bei der aktiven Armee im Kaukasus. Das gesammelte Material inspirierte ihn zur Schaffung des „Russischen Kunstblattes“, das seit 1851 dreimal im Monat erschien und Timmm Popularität einbrachte. Die Veröffentlichung umfasste lithografierte Bilder zu aktuellen Themen: Berichte, Porträts, Landschaften und Reproduktionen.

1855 nahm Timmm an den militärischen Aktionen im Krimkrieg teil und wurde mit der Medaille „Für den Schutz von Sewastopol“ ausgezeichnet. Im selben Jahr erhielt er den Titel Akademiker der Schlachtenmalerei für eine Serie von Zeichnungen und Aquarellen, die der Verteidigung von Sewastopol gewidmet waren. Ab 1861 besaß Timmm seine eigene Lithografiewerkstatt. In den 1870er Jahren beschäftigte er sich mit bemalter Majolika und erhielt das Angebot, Direktor der Königlichen Porzellanmanufaktur in Berlin zu werden, lehnte jedoch ab. Er unterrichtete an der Preußischen Akademie der Künste als Professor und hinterließ ein bedeutendes epistolisches Erbe. Er wurde in Riga beigesetzt.

Die Werke von Timmm befinden sich in vielen Museen, darunter die Staatliche Tretjakow-Galerie, das Staatliche Russische Museum, das Puschkin-Museum für Bildende Kunst und andere. Die bedeutendste Sammlung seiner Werke befindet sich im Staatlichen Kunstmuseum Lettlands in Riga.