Тимоти Уильям Бартон был первым ребёнком в семье Билла и Джин Бартон. Отец будущего режиссёра занимал должность в парковом управлении Бёрбанка (англ. Burbank Park and Recreation Department). Также семья содержала небольшой магазин сувениров Cats Plus, в котором продавалось все связаное с кошачьей тематикой. Дом Бартонов в районе 2000 на Эвергрин Стрит (англ. Evergreen Street) до сих пор сохранился. Он находится неподалеку от аэропорта Бёрбанка и кладбища Вальгалла (англ. Valhalla Cemetary). По его признанию, родители, по непонятным причинам, заложили кирпичом окна в его детской, оставив лишь небольшие зазоры для света. Позднее Бартон отразит своё виденье родного города в фильме «Эдвард — руки-ножницы».
Бартон снимет на Диснее свой первый шестиминутный мультфильм «Винсент». Его следующую работу, «Франкенвини» (1984), студия не решилась выпускать на экраны, сочтя этот фильм несовместимым с имиджем детской студии, и в прокат он вышел лишь в 1992 году. Несмотря на практический запрет, фильм разошёлся по студиям в виде нескольких промо-копий и привлек внимание руководства студии Warner Bros. В 1985 году подающему надежды режиссеру поручают готовящуюся экранизацию комиксов о Человеке — Летучей Мыши. В это время Бартон снимает«Битлджус» (1988), за которым последовали две ленты, положившие начало возрождению «бэтмэнианы»: «Бэтмен» (1989) и «Бэтмен Возвращается» (1992).
Многие исследователи творчества Бартона считают, что его женщины оказывали максимальное влияние на последующее творчество режиссёра. Велико влияние бывшей танцовщицы стриптиза Лизы Мэри, художницы, а впоследствии и актрисы, с которой режиссёр долгое время встречался, обручился (в начале 1992) и проживал вместе вплоть до 2001 года. Этот период творчества Бартона считается наиболее плодотворным. Бёртон официально провозгласил Мэри «своей музой».
За это время были сняты наиболее показательные для творчества Бартона фильмы: «Эдвард — руки-ножницы» (1990), «Эд Вуд» (1994), «Сонная Лощина» (1999) .
Фильмом «Эдвард — руки-ножницы» ознаменовано начало длительного сотрудничества Бартона с актёром Джонни Деппом. Депп возглавляет список актёров, постоянно снимающихся у Бартона и считается альтер-эго Бартона.
Срежиссированный из-за тотальной загруженности другим режиссёром кукольный анимационный фильм «Кошмар перед Рождеством» по одному из ранних стихотворений Тима Бартона поначалу не получает признания зрителей, но, будучи выпущенным на видео имеет бурный успех и на долгое время становится его «визитной карточкой». Повсеместно распространена ошибка, согласно которой именно Бартон считается режиссёром данного проекта. С начала 2000-х уезжает из Калифорнии, США и постоянно проживает в Лондоне, Великобритания. За это в американской прессе его периодически называют «режиссёр, который проживает в Лондоне».
В 2001 году Бартон приступает к съёмкам римейка фантастической картины 1968 года «Планета обезьян». В этот момент Бёртон увлекается английской актрисой Хеленой Бонэм Картер. Их союз с Лизой Мэри распадается. В октябре 2001 Бартон обручился с Бонэм Картер. После начала отношений с Хеленой Бонэм Картер объединил свой и её дом, стоящие по соседству, в один посредством подземного туннеля. Помимо «двойного» дома в Лондоне пара Бартон-Бонэм Картер имеет во владении поместье в Хенли-на-Темзе в Оксфордшире.
Вышедшая в прокат в июле того же года «Планета обезьян» собирает только в США 180 миллионов долларов при бюджете в 100 миллионов, однако большинство критиков называют новый фильм Бартона худшим из когда-либо им снятых.
Внезапная смерть обоих родителей (в конце 2002 начале 2003) и последующее рождение (4 октября 2003) сына Билли Рэя найдет отражение в самом противоречивом его фильме «Крупная рыба». Необычная для всего остального творчества Бартона «Рыба» послужила почвой для слухов и домыслов в прессе о творческом кризисе режиссёра.
Однако эти слухи были развеяны двумя последующими картинами: «Чарли и шоколадная фабрика» по повести для детей Роальда Даля и кукольным мультфильмом «Труп невесты» (2005). В них к Бартону вернулась свойственная ему мрачная манера повествования, а самим фильмам сопутствовал значительный кассовый успех. В этом же году он номинирован на Оскар за «Труп невесты».
В 2006—2007 годах Бёртон предпринимает попытку кино-постановки мюзикла Стивена Сондхейма «Суини Тодд, демон-парикмахер с Флит-стрит». 5 сентября того же года им получена специальная награда венецианского кинофестиваля — Золотой лев за достижения в жизни и творчестве.В октябре 2008 Бартон был удостоен почётной награды Scream Awards за вклад в развитие жанра фильмов ужасов.
4 марта выходит в прокат новая работа мастера "Алиса в стране чудес".
Еще немного фактов:
Специфической чертой режиссёра является появление небольших собак в большинстве его фильмов. У самого Бартона жили два чихуахуа.
Фирменным стилем Бартона является использование в своих фильмах характерных приёмов и персонажей: различных пугал, появление во вступительных титрах работающего конвейера, самых разнообразных механизмов, снегопад (на вступительных или заключительных титрах фильма), камера, пролетающая сквозь крупный предмет в начале фильма, частые воспоминания либо грёзы главных героев.
Часто использует одних и тех же актёров в своих фильмах — Джонни Депп, Хелена Бонэм Картер и др.
Часто сотрудничает с композитором Дэнни Эльфманом.
Постоянно делает наброски в манере наивного искусства к собственным фильмам.
В 2007 году был отмечен журналом Entertainment Weekly как один из 50 величайших режиссёров в истории кино, Бартон занял 49-е место и является самым молодым из обозначенных персон.
Бартон является большим фанатом индийского кино. Сцена с индийским принцем в фильме «Чарли и шоколадная фабрика» является своеобразной данью этому увлечению.
Первые слова, которые Бартон произнес при встрече с Хеленой Бонэм Картер были «Вам непременно стоит сыграть обезьяну».
Бартон не любит расчесывать волосы. И делает это крайне редко.
Обычно одевается в чёрное. Либо выбирает одежду, сходную по тону. Часто появляется на людях в полосатых носках. Предпочитает носить чёрный галстук, украшеный рисунком из черепов и скрещенных костей.