Тимошенко родился в 1945 году, его отцом был бессарабский крестьянин. Сначала юноша изучал слесарное ремесло, а в 1915 году был принят в царскую армию. После Октябрьской революции он был избран в полковой комитет, а вскоре после этого был назначен уполномоченным командиром полка. На этом посту он впервые продемонстрировал свое военное мастерство, в течение года обороняя большевистскую цитадель Царицын (позже Сталинград, Волгоград) от белых отрядов Деникина и Врангеля, и контрреволюционные войска в конце концов были отброшены. После этого Царицын был назван «Красным Верденом», а Семен Тимошенко получил звание «героя Царицына».
С тех пор военная карьера Тимошенко шла в гору. В 1919 году он служил командиром дивизии в 1-й конной армии Буденного. Шестью годами позже ЦК ВКП(б) возложил на него двойную функцию. Тимошенко становился командиром и политическим комиссаром кавалерийского корпуса. В этом качестве он принял участие в кампании против Польши, несколько раз был ранен и получил открытое признание Сталина за удачный прорыв в районе Житомира.
Семен Тимошенко был заместителем командующего Белорусским военным округом, когда в Германии пришла к власти НСДАП. В 1938 году он был назначен командиром стратегически важного Киевского военного округа.
При крахе Польши он, будучи командующим армией, руководил захватом восточных польских территорий. В зимнюю Финскую кампанию 1939–1940 годов Тимошенко командовал группой армий и за выдающиеся военные заслуги получил орден Ленина и звание Героя Советского Союза. Вскоре после этого он сменил прежнего военного комиссара Ворошилова, и ему было присвоено звание Маршала Советского Союза.
Внешне и внутренне Семен Тимошенко был прототипом руководящего коммунистического функционера. Он был высокого роста, широкоплеч. На его лице редко отражались чувства. В Красной армии его ценили за выдающийся талант.
Но самым главным качеством Тимошенко была его интеллектуальная подвижность. Он вырос без должного образования. Читать и писать его научили товарищи в царской армии. Он использовал каждую свободную минуту для самообразования. Он много читал и имел общие представления о разных областях знаний, в основном занимаясь аналитической философией.