ทิม เนลสันมีผลงานในภาพยนตร์มากมายหลายเรื่อง ได้แก่ Warm Springs, Meet the Fockers, Holes, The Good Girl, Wonderland, Minority Report, O Brother Where Art Thou?, The Moguls, The Big White, Come Early Morning และ Fido
เนลสันยังได้กำกับเรื่อง O ผลงานดัดแปลงให้เข้าสมัยจากเรื่อง Othello ของเช็คสเปียร์ นำแสดงโดยมาร์ติน ชีน, จูเลีย สไตลส์, โจช ฮาร์ทเน็ท และเมคี ไฟเฟอร์ O ฉายรอบปฐมทัศน์ที่งาน 2001 Seattle Film Festival ที่ซึ่งเนลสันได้รับรางวัล Best Director เนลสันเขียนบทและกำกับฯ เรื่อง Eye of God นำแสดงโดยมาร์ธา พลิมพ์ตัน, แฮล โฮลบรุ๊ค และเควิน แอนเดอร์สัน ซึ่งได้ฉายเมื่อปี 1997 ในงาน Sundance Film Festival และต่อมาได้ออกฉายในโรงภาพยนตร์ในอเมริกาในปีนั้น ภาพยนตร์ได้รับรางวัลสูงสุดที่งาน 1997 Seattle Film Festival รวมทั้งรางวัล Tokyo Bronze Prize ที่ Tokyo Film Festival
ในฐานะผู้เขียนบทละคร เนลสันได้ทำงานละคร ได้แก่ The Grey Zone, Eye of God และ Anna Darko เขายังได้แสดงเป็นประจำในโรงละครยิวยอร์ค อีกทั้งเขาได้แสดงในละครที่ได้รับคำชมจากนักวิจารณ์ เรื่อง Beard of Avon ในบทวิลเลียม เช็คสเปียร์ที่ New York Theatre Workshop ผลงานเรื่องอื่น ๆ ของเนลสัน ได้แก่ Oedipus, Troilus and Cressida, Les Bourgeois Avant-Garde, Mac Wellmans Dracula, The Amazons Voice, An Imaginary Life, The Baltimore Waltz, Mad Forest, The Innocents Crusade, Richard III และ Twelfth Night
เนลสันจบจาก Brown University และ Julliard Theater Center เขาอาศัยในนิวยอร์ค ซิตี้ กับภรรยาและลูก ๆ
