Tim Blake Nelson ha trabajado en más de cincuenta películas, incluidas "Lincoln" y "Minority Report", de Steven Spielberg; "El increíble Hulk", de Louis Letterier; "Los padres de él", de Jay Roach; "Syriana", de Steve Gaghan; "The Good Girl", de Miguel Arteta; "La delgada línea roja", de Terrence Malick; "O Brother!", de los hermanos Cohen, y la película de HBO ganadora del Emmy, "Warm Springs", dirigida por Joseph Sargent.
Nelson escribió, dirigió y produjo la película "Anesthesia". Es una obra coral que narra las disparatadas historias de unos neoyorquinos cuyas vidas se unen después del violento atraco que sufre un catedrático de la Universidad de Columbia. El reparto incluye a Kristen Stewart, Corey Stoll, Sam Waterston, Glenn Close y Michael K. Williams. Nelson también tiene un papel secundario en la película.
Antes de "Anesthesia", había intervenido en "The Homesman", de Tommy Lee Jones, interpretada por Hilary Swank, Grace Gummer, James Spader y el propio Jones. Nelson también colaboró en un puñado de películas con James Franco. Da vida a Henry Bukowski en "Bukowski", dirigida por James Franco. Da la réplica a Franco en "The Sound and the Fury" y "El último deseo", ambas basadas en sendas novelas de William Faulkner. "El último deseo" fue elegida para la sección "Un Certain Regard" del Festival de Cine de Cannes de 2013. También participó en "Child of God", de Franco.
Nelson protagonizó "Blue Caprice", de Alexandre Moors, un thriller sobre un francotirador de la autopista Beltway, junto a Isaiah Washington y Joey Lauren Adams. "Blue Caprice" se estrenó en 2013 en el Festival de Cine Sundance. La película fue candidata en 2014 a un Premio Independent Spirit en la categoría de "Mejor Primer Largometraje".
En 2012, Nelson dio vida Richard Schell miembro de un grupo de presión en "Lincoln", de Steven Spielberg, candidata al Oscar, compartiendo cartel con Daniel Day-Lewis, Tommy Lee Jones y Sally Field. En 2010, Nelson dio vida a un biólogo marino al lado de Drew Barrymore, John Krasinski y Ted Danson en "Una aventura extraordinaria", de Ken Kwapis, para Working Title. Nelson trabajó también en la comedia de David Frankel para Fox 2000 Pictures "El gran año", con Owen Wilson, Steve Martin y Jack Black; en "Sin Bin", con Michael Seater y Emily Mead; en "Atraco por duplicado", al lado de Ashley Judd y Patrick Dempsey; y en "Yelling To The Sky", dirigida por Victoria Mahoney. "Yelling To The Sky" fue candidata al Oso de Oro en el Festival de Cine de Berlín de 2011.
Nelson escribió, dirigió y coprodujo "Hojas de hierba", interpretada por Edward Norton, Susan Sarandon y Richard Dreyfuss. También desempeñó un papel secundario en la película, estrenada en el festival de cine South By Southwest de 2010 y distribuida comercialmente en Agosto de 2010.
Además de "Hojas de hierba", el historial de Nelson como director incluye "La zona gris", con guión suyo y un reparto formado por Harvey Keitel, Steve Buscemi, Mira Sorvino, David Arquette, Allan Corduner y Natasha Lyonne. Se estrenó en el Festival de Cine de Toronto de 2001 y llegó a las salas en octubre del siguiente año. Basada en su propia y galardonada obra, narra la historia de los Sonderkommandos, cuadrillas especiales de judíos que procesaban cadáveres en los crematorios de Birkenau. El Comité Nacional de la Crítica (2002) distinguió "La zona gris" con un "Reconocimiento Especial para Películas que Reflejan la Libertad de Expresión".
Nelson dirigió igualmente "O", una adaptación contemporánea del Otelo de Shakespeare estrenada en el Festival de Cine de Seattle de 2001, en el que Nelson recibió el premio al Mejor Director. La película está interpretada por Martin Sheen, Julia Stiles, Josh Hartnett y Mekhi Phifer. El debut de Nelson tras las cámaras fue la película "Eye of God", basada en una obra de la que es autor. La película, interpretada por Martha Plimpton, Hal Holbrook y Kevin Anderson, se proyectó en el Festival de Cine Sundance de 1997 y fue distribuida comercialmente en Estados Unidos ese mismo año. "Eye of God" recibió el máximo galardón del Festival de Cine de Seattle de 1997, así como el Premio de Bronce de Tokio en el Festival de Cine que allí se celebra.
Nelson también ha actuado extensamente en la escena neoyorquina. Una reciente empresa teatral suya fue la obra, elogiada por la crítica, "Beard of Avon", en la que interpretaba a William Shakespeare en el New York Theatre Workshop. El historial de Nelson se completa con "Edipo", con Frances McDormand y Billy Crudup; "Troilo y Crésida", "Les Bourgeois Avant-Garde"; "Dracula", de Mac Wellman; "The Amazons Voice", "An Imaginary Life", "The Baltimore Waltz", "Mad Forest", "The Innocents Crusade", "Ricardo III" y "La Noche de Reyes". Como dramaturgo, sus obras producidas incluyen la galardonada "La zona gris", "Eye of God" y "Anadarko".
Nelson nació y se crió en Tulsa (Oklahoma). Se licenció en la Universidad de Brown y en el Centro Teatral Julliard. Reside en Nueva York con su esposa y sus tres hijos.