Timothée Lepeltier a été formé au jeu par Bruno Wacrenier (Conservatoire du Vème arrondissement, Paris, 2007-2014) et par Daniel Mesguich, Sandi Ouvrier, Nada Strancar et Robin Renucci (Conservatoire national supérieur d’Art dramatique, Paris, 2011-2014). Il suit également un stage de doublage avec Laura Koffler (2014).
Au théâtre, il joue dans A tout ceux qui de Noëlle Renaude, mise en scène Léna Paugam (C3B, Paris, 2008), L’Ordalie des petites gens de Julien Guyomard, mise en scène de Bruno Wacrenier (Auditorium Saint-Germain, 2009), La Nuit des rois de William Shakespeare, mise en scène de la Compagnie des passeurs (Théâtre de Clermont-Ferrand, 2010), Naissance de et mise en scène de Julien Guyomard (Festival de Villeréal, 2011), Berliner Mauer : vestiges, mise en scène de Jade Herbulot et Julie Bertin (Théâtre Gérard Philipe, Saint-Denis, 2015), Polyeucte de Pierre Corneille, mise en scène de Brigitte Jacques-Wajcman (Théâtre de la Ville, Paris, 2016), Le Voyage de Benjamin de Gérard Wajcman, mise en scène de Brigitte Jacques-Wajeman (Théâtre de la Ville, Paris, 2017), Caligula d’Albert Camus, mise en scène de Romain Picquart (Théâtre national de Toulouse, 2017), Dans les ruines d’Athènes de et mise en scène de Jade Herbulot et Julie Bertin (Gymnase Paul Giéra, Festival IN, Avignon, 2017) et Mémoires of Sarajevo, mise en scène de Jade Herbulot et Julie Bertin (Gymnase Paul Giéra, Festival IN, Avignon, 2017).
Au cinéma, il joue dans Marito, réalisé par Sarah-Jane Sauvegrain (2011), Tu seras un homme mon fils, réalisé par Benoit Cohen (2013) et Anton Tchekhov 1890, réalisé par René Feret (2014).
Pour France Culture, il participe à deux fictions radiophoniques réalisées par Jean-Matthieu Zahnd : Mamie Rotie de Yvan Corbineau (2014) et La Princesse ou le procès de la belle au bois dormant de Sonia Ristic (2014).