Né à Alger, Patrick Timsit déménage dès l'âge de deux ans à Paris. Ses études achevées, il travaille dans l'import-export puis l'immobilier avant d'être attiré par le théâtre. Si Claude Confortès lui offre son premier rôle au cinéma dans Paulette, en 1985, Timsit se fait surtout alors connaître pour ses one-man show comiques.

La carrière cinématographique de Patrick Timsit débute véritablement en 1990, avec un petit rôle dans Une époque formidable... de Gérard Jugnot. Deux ans plus tard, il confirme ses talents de comédien et devient vraiment populaire aux yeux du grand public avec La Crise de Coline Serreau, où il interpréte Michou, l'alcoolique qui colle aux basques de Vincent Lindon. Une prestation attachante qui lui vaut d'être nommé au César du Meilleur second rôle masculin.

Après la comédie à succès Un indien dans la ville (1994), Timsit fait une tentative dans le polar avec Passage a l'acte (1996) et Le Cousin (id.; nomination au César du Meilleur acteur), mais il revient vite à un genre plus léger, en témoignent ses rôles dans Pédale douce (1997; nomination au César du Meilleur acteur), Paparazzi (1997), Le Prince du Pacifique (2000) ou encore L' Art (délicat) de la séduction (2001), réalisé par Richard Berry.

Populaire à l'écran, Patrick Timsit ne tarde pas à s'essayer à la réalisation. On lui doit ainsi les comédies Quasimodo d'el Paris (1998), dans laquelle il se donne le rôle-titre, Quelqu'un de bien (2002), où il donne la réplique à José Garcia, et L' Américain (2003). Touche-à-tout, il s'essaie même à l'animation en 2003, en doublant l'un des personnages de Gang de requins. En 2008, il est L'Emmerdeur de Francis Veber dans l'adaptation de la pièce qu'il jouait trois ans auparavant sur les planches. Il retrouve pour l'occasion son partenaire de scène -et fidèle complice- Richard Berry.