Anatoliy Alexandrovich Tymoshchuk nació el día 30 de marzo de 1979 en Lutsk, Ucrania y comenzó su carrera en el Volyn. En 1998 se trasladó al Shakhtar de Donetsk, donde jugó 326 partidos y marcó 39 goles, ganó tres títulos de campeón de Ucrania, tres Copas y la Supercopa del país.
En 2007 se incorporó a Zenit. Como parte del equipo Timoshchuk se convirtió en el campeón de Rusia, ganó la Supercopa de Rusia, la Copa y la Supercopa de la UEFA.
El día 1 de julio de 2009 firmó un contrato con Bayern de Múnich, donde jugó 132 partidos, marcó 6 goles, se convirtió en doble campeón de Alemania, ganó dos veces la Copa, dos Supercopas de Alemania y la Liga de Campeones de la UEFA.
En 2013 regresó a Zenit y ganó el campeonato de Rusia. Durante cinco temporadas en total con el equipo de San Petersburgo Tymoshchuk jugó 150 partidos, anotó 18 goles y dio 5 asistencias.
El centrocampista terminó su carrera jugando en el Kairat de Kazajistán, donde ganó la Copa y la Supercopa del país.
El marzo de 2016 se incorporó al cuerpo técnico del Zenit.