Родился в городе Баку, Азербайджанская ССР, СССР. Заслуженный артист РСФСР (7.03.1962). Народный артист РСФСР (1969). В 1939-1946 годах служил в Советской Армии, участник Великой Отечественной войны. Окончил Театральное училище имени Б. В. Щукина (1950, курс Елизаветы Георгиевны Алексеевой и Леонида Моисеевича Шихматова). С 1950 года - актёр Академического театра имени Вахтангова. В кино с 1950 года (первая большая роль - Афанасьев в фильме «В мирные дни»). Член ВКП(б) с 1948 года. За долгие годы работы на радио Н. Тимофеевым были записаны литературные произведения И. Тургенева, А. Платонова, Ю. Грибова, В. Катаева, Л. Леонова, В. Лациса, Е. Носова, В. Пановой, Б. Полевого, В. Соколова. Он принял участие в записи следующих радиоспектаклей из коллекции радиофонда: «Идет розыск» А. Адамова, «Тулон» Ж.-Р. Блока, «Юность командиров» Ю. Бондарева, «Вечный зов» А. Иванова, «Соль земли» Г. Маркова, «Баня» В. Маяковского, «Шиповник» К. Паустовского. Ушёл из жизни в Москве. Похоронен на 29-м участке Ваганьковского кладбища. Жена - актриса театра имени Вахтангова - Елена Давидовна Измайлова (1920-2005).