Родился 6 (18) февраля 1895 года в селе Фурманка (ныне – Фурмановка), Килийского района Одесской области. Супруга – Анастасия Михайловна. Сын – Константин Семенович, дочери – Екатерина Семеновна и Ольга Семеновна.

В 1914 году призван в царскую армию. В Первой мировой войне принимал участие рядовым пулеметчиком на Западном фронте. В 1917 году в составе 1-го Черноморского красногвардейского отряда участвовал в ликвидации корниловщины.

В 1918 году сражался в Крыму и на Кубани в составе 1-го конногвардейского полка, созданного на базе Черноморского отряда. Командовал взводом, эскадроном, вскоре стал командиром полка.

В ноябре 1918 года С. К. Тимошенко принял 2-ю отдельную кавалерийскую бригаду. Спустя год он стал командиром 6-й кавалерийской дивизии, вошедшей в состав 1-й Конной армии С. М. Буденного. Дивизия отличилась в боях под Воронежем, Касторной, Ростовом-на-Дону, Егорлыкской, Житомиром и Бродами.

В августе 1920 года С. К. Тимошенко вступает в командование 4-й кавалерийской дивизией. Она нанесла весьма серьезный урон войскам Врангеля и банде Махно. За мужество и героизм в сражениях Гражданской войны С. К. Тимошенко награжден двумя орденами Красного Знамени. Вскоре Семену Константиновичу доверили командовать 3-м кавалерийским корпусом. В 1922 и в 1927 годах окончил высшие академические курсы, в 1930 году – курсы единоначальников при Военно-политической академии. В 1933 году С. К. Тимошенко получил назначение на должность заместителя командующего войсками Белорусского военного округа. В ту пору им командовал талантливый военачальник И. П. Уборевич. Два героя Гражданской войны вместе успешно провели учения в районе Слуцка и других гарнизонов с целью повышения боевой готовности войск. В те годы С. К. Тимошенко сблизился с Г. К. Жуковым. Эти отношения они пронесли сквозь многие годы и испытания.

В сентябре 1935 года С. К. Тимошенко получает новое назначение – заместителем командующего войсками Киевского военного округа. Через два года новая должность – командующего войсками Северо-Кавказского военного округа. Спустя четыре месяца С. К. Тимошенко принял Харьковский военный округ, в феврале 1938 года – Киевский Особый военный округ.

В сентябре 1939 года под его командованием армии Киевского ОВО, объединенные в Украинский фронт, совершили исторический поход в Западную Украину.

Цель походов 1939–1940 годов заключалась в оказании помощи народам Западной Украины, Западной Белоруссии и Северной Буковины, насильственно отторгнутым от Советской России в годы Гражданской войны, в их борьбе за восстановление Советской власти и воссоединение с СССР. К тому же вторжение немецко-фашистской армии в сентябре 1939 года в Польшу не только создавало прямую угрозу фашистского порабощения населения Западной Украины и Западной Белоруссии, но и представляло собой опасность для западных границ СССР.

В состав фронта входили три армии, подготовленные для длительного марша, и авиационные части. Начальником штаба фронта был один из талантливых военачальников – Н.Ф. Ватутин.

Началась советско-финляндская война 1939 – 1940 годов. В январе 1940 года С. К. Тимошенко поставили во главе Северо-Западного фронта, войска которого осуществляли прорыв мощной системы долговременных укреплений – знаменитой линии Маннергейма, построенной при участии немецких, китайских, французских и бельгийских военных специалистов и при финансовой помощи Великобритании, Франции, Швеции, Германии и США.

Наиболее тяжелые бои развернулись на Карельском перешейке. Лишь к 12 декабря 1939 года войска 7-й армии при мощной поддержке авиации и артиллерии преодолели прочно укрепленную полосу обороны и вышли к линии Маннергейма. С. К. Тимошенко приказал использовать всю мощь артиллерии фронта и флота, наносить массированные удары с воздуха. За три дня линия прочной обороны была прорвана. В прорыв командующий фронтом ввел танки, и противник начал отступление. Правительство Финляндии, не считаясь с мнениями союзников, обратилось к советскому правительству с просьбой о заключении мирного договора. 12 марта 1940 года в Москве такой договор был подписан.

За выдающиеся заслуги в руководстве войсками и решительные действия в ходе войны с Финляндией Семену Константиновичу Тимошенко было присвоено звание Героя Советского Союза.

В мае 1940 года Маршал Советского Союза С. К. Тимошенко становится наркомом обороны СССР. На этой должности он принимал максимально возможные меры, направленные на перевооружение Красной Армии более мощной боевой техникой и автоматическим оружием, стратегическую перегруппировку войсковых соединений, укрепление государственной границы, подготовку командных кадров, укрепление дисциплины в войсках, реорганизацию частей и соединений.

Г. К. Жуков, командовавший тогда войсками Киевского Особого военного округа, отмечал, что в течение 1940 года часто проводились учения. На многих из них присутствовал лично нарком обороны С. К. Тимошенко. Зимой 1940/41 года прошла большая оперативно-стратегическая военная игра. В своем выступлении во время подведения ее итогов нарком обороны сказал, что в 1941 году войска будут иметь возможность готовиться более целеустремленно и организованно. Прежде всего потому, что они уже обустроились в новых районах дислокации.

Но этим планам не суждено было сбыться... Грянула Великая Отечественная война.

Для С. К. Тимошенко наступило самое ответственное и трудное время. Он становится председателем Ставки Главного Командования. Но 8 августа 1941 года Верховным Главнокомандующим назначается И. В. Сталин, возглавивший Ставку Верховного Главнокомандования. Это вызвало перестановку в Наркомате обороны. С. К. Тимошенко был назначен заместителем наркома обороны и вошел в состав Ставки Верховного Главнокомандования.

В июле 1941 года Маршал Советского Союза С. К. Тимошенко назначается Главнокомандующим Западным направлением.

С сентября 1941 по июнь 1942 года С. К. Тимошенко – главком Юго-Западным направлением. Под его руководством было подготовлено и осуществлено контрнаступление советских войск под Ростовом-на-Дону в 1941 году.

12 июля 1942 года создается Сталинградский фронт. Командующим этим фронтом назначается С. К. Тимошенко. Роль этого фронта трудно переоценить. Войска Сталинградского фронта приняли на себя удары превосходящих сил противника и на некоторое время остановили продвижение немецко-фашистских войск. В октябре 1942 года С. К. Тимошенко вступает в командование Северо-Западным фронтом. В труднейших условиях войска этого фронта ликвидировали Демянский плацдарм противника и вышли на реку Ловать. А с марта до июня 1943 года маршал Тимошенко уже в качестве представителя Ставки осуществлял координацию действий Ленинградского и Волховского фронтов, в июне–ноябре 1943 года – Северо-Кавказского фронта и Черноморского флота.

Предстояла сложная Новороссийско-Таманская операция. И опять сюда направляется Семен Константинович Тимошенко. Хорошо знавший этот район боевых действий, он сумел организовать четкое взаимодействие сухопутных войск с Черноморским флотом и Азовской военной флотилией. В результате боев в сентябре–октябре 1943 года были освобождены Новороссийск, порты Таманского полуострова и созданы условия для ударов по крымской группировке гитлеровцев. В феврале–июне 1944 года С. К. Тимошенко обеспечивает координацию действий 2-го и 3-го Прибалтийских, и с августа 1944 года и до конца войны – 2, 3, 4-го Украинских фронтов. Все эти фронты провели ряд крупных стратегических операций, в которых действовали в интересах общего плана Ставки и добивались серьезных успехов.

В своих мемуарах Георгий Константинович Жуков, рассказывая об освобождении Болгарии, отметит: «Общую координацию 2-го и 3-го Украинских фронтов в это время успешно осуществлял Маршал Советского Союза С. К. Тимошенко».

Семен Константинович пользовался высоким авторитетом в армии. Командуя фронтами и координируя боевые действия войск, он активно содействовал командованию фронтов в своевременном получении резервов, боевых и технических средств, без чего немыслимы успешные действия. Семен Константинович Тимошенко – один из тех полководцев, которые на войне общались не только с генералами и офицерами, но и с рядовыми воинами. Его можно было видеть как на командных пунктах, так и в солдатских окопах.

В сложных фронтовых условиях он принимал смелые решения, брал на себя ответственность. Маршал Советского Союза И. Х. Баграмян в своих мемуарах «Так начиналась война» вспоминает, как его под Полтавой вызвал главнокомандующий Юго-Западным направлением маршал Тимошенко. Обрисовав тяжелейшее положение главной группировки войск фронта на Киевском направлении, он сказал, что единственное решение для войск Юго-Западного фронта – это организованный отход всеми силами на тыловой рубеж по реке Псел, и приказал лететь на самолете к командующему фронтом генералу Кирпоносу и передать его приказ на отход. Но у Ставки оказалось другое мнение: не оставлять Киевский укрепленный район. Это, в конечном счете, привело к тяжелейшим последствиям – окружению части войск фронта, гибели командующего фронтом.

После окончания Великой Отечественной войны Маршал Советского Союза С. К. Тимошенко менее года командовал войсками Барановичского военного округа. С 1946 по 1949 год он возглавлял Южно-Уральский военный округ, образованный еще в ноябре 1941 года. Семен Константинович считал своим родным Белорусский военный округ. Приняв этот округ в 1949 году, он руководил им 11 лет подряд. Под его руководством здесь проводились многие учения войск, командно-штабные игры, полевые занятия в условиях применения атомного оружия.

Как член ЦК КПСС и депутат Верховного Совета СССР он оказывал реальную помощь Белоруссии в решении многих экономических задач.

Маршалы не уходят в отставку. В апреле 1960 года Семен Константинович в возрасте 65 лет зачислен в Группу генеральных инспекторов. С. К. Тимошенко активно участвовал в работе по изучению и обобщению опыта Второй мировой и Великой Отечественной войн, рецензировании военно-теоретических и военно-исторических трудов, чем значительно способствовал разработке вопросов военной теории.

Восемь лет – с 1961 по 1969 год – С. К. Тимошенко возглавлял Советский комитет ветеранов войны. За это время им было немало сделано для улучшения материально-бытовых условий жизни участников и инвалидов войны, семей погибших воинов. Он внес свой вклад в разрядку напряженности, сотрудничество и дружбу народов, выступал против пропаганды войны, гонки вооружений, организации военных агрессивных и реваншистских союзов и блоков. Выступая в печати и на военных конференциях, он решительно разоблачал фальсификаторов истории Второй мировой войны.

За большие успехи на фронтах и мужество, проявленное в боях и сражениях, за вклад в укрепление советских Вооруженных Сил С. К. Тимошенко дважды удостоен звания Героя Советского Союза, награжден орденом «Победа», пятью орденами Ленина, орденом Октябрьской Революции, пятью орденами Красного Знамени, тремя орденами Суворова I степени, почетным оружием, многими медалями СССР, а также иностранными орденами.

Увлекался Семен Константинович верховыми прогулками, охотой и книгами.

Умер С. К. Тимошенко 31 марта 1970 года в возрасте 75 лет. Похоронен на Красной площади у Кремлевской стены.

Имя Маршала Советского Союза С. К. Тимошенко присвоено Военной академии химзащиты и противолодочному кораблю. На здании штаба Белорусского военного округа установлена мемориальная доска. В Военной академии химзащиты есть музей С. К. Тимошенко. В Москве его именем названа одна из улиц. В селе Фурмановка Килийского района Одесской области установлен бронзовый бюст Маршала Советского Союза Семена Константиновича Тимошенко.