1984年，大学毕业，取得经济学学士学位，之后被分配至当地的列宁机械制造厂担任经济师。在工作期间考取经济学副博士，先后发表多篇与经济方面的论文以及专著，成为经济控制论专家。
1991年，接管家族生意，并成立“乌克兰汽油公司”，此后改组公司为“乌克兰统一能源公司”，垄断乌克兰各地的天然气供应，利用丰厚的利用控制乌克兰多家大型企业、航空公司和银行。
1997年夏，步入政坛，加入村社党。
1999年，退出其议会党团，并成立名为“祖国”的新党团，且被任命为乌克兰政府副总理，主管能源部门的工作。
2001年1月，被乌克兰总检察院以走私、行贿和偷漏税等罪名起诉，随后被总统列昂尼德·丹尼洛维奇·库奇马解除副总理职务之后被正式逮捕，在被囚禁长达42天之后获释。
2002年，与尤先科发起“没有库奇马的乌克兰”运动，但以失败告终。
2004年，联手维克多·安德烈耶维奇·尤先科发起“橙色革命”，并率领“季莫申科联盟”帮助尤先科赢得大选。
2005年2月，出任政府总理；9月，领导的政府被解散，总理权限随即终止，与尤先科決裂。
2007年2月，与尤先科再度联合建立“橙色同盟”；3月，在议会宣读橙色反对派联盟起草的克服政治危机宣言，宣布退出议会，开始无限期抵制活动；12月，再度出任总理。
2010年2月，竞选总统失败；3月，乌克兰议会通过对季莫申科领导的政府不信任案，其内阁立即辞职转为反对派；5月，被乌克兰总检察院传唤，接受刑事案件调查。
2011年6月，出庭受审，但否认其涉嫌滥用职权的指控，宣称自己遭到亚努科维奇的“政治迫害”；8月，因干扰庭审而被捕；10月，与俄罗斯天然气交易案滥权罪名成立，判处其7年监禁。
2014年2月，乌克兰议会通过允许免除季莫申科刑事处罚的法令，之后从监狱获释。
2019年1月，在祖国党全国代表大会上正式宣布参选总统；4月，在大选首轮投票中落选。
私有化改革
2005年2月，下令起草法律文献，取消为前总统库奇马提供国家物资保障，决定把由其女婿维克多·宾楚克控制的大部分股票的私有化的“克里沃罗日塔利”公司收归国有，以“前政府非法通过”为由就公司私有化问题重新竞标。最终，在季莫申科的努力下，钢铁公司重新私有化后，卖出48亿美元高价，占乌克兰预算收入的20%。
重整国有企业
2008年1月，组建特别委员会，尝试整顿财务以拯救濒临破产的乌克兰石油天然气公司；2月，要求负责向乌供应天然气的中介公司“俄乌能源公司”清偿其所欠俄罗斯天然气工业股份公司的债务，最终乌石油天然气公司和俄天然气工业股份公司已就清偿天然气债务问题达成初步协议。
削减行政开支
2008年10月，宣布乌克兰政府从该年把所有权力执行系统的行政开支削减20%，这一削减不涉及工资、退休金和社会福利，工资和退休金按照通货膨胀水平提高，新的社会福利则暂缓实施。
俄乌天然气协定
2008年，与俄罗斯签署天然气供应协议。
取消粮食出口限制
2008年4月，宣布取消对粮食出口的限制，结果国际市场小麦价格应声下跌，但并没有完全放开粮食出口，在大幅提高小麦和大麦出口配额的同时，将配额制度延长到该年7月1日。
出售温室气体排放权
2009年11月，决定授权国家环保投资署与西班牙签署出售300万气体排放分配数量单位的协议书，以此通过向别国出售温室气体排放权赚取外汇。
2005年7月，入选美国《福布斯》杂志“世界百强女性风云榜”，位列第三名。
2012年10月，获得博尼法斯八世国际奖。
2023年3月，获得布什-撒切尔奖。
