Получил степень доктора наук по индологии в Гёттингенском университете в 1928 году. В период с 1932 по 1935 год преподавал немецкий и французский языки в Аллахабадском университете, а с 1936 по 1940 год — в Бреслау. В 1941 году начал преподавать в Галльском университете, но в том же самом году был призван в армию, где служил как переводчик. В 1945 году Тиме был захвачен в плен американскими войсками в Вюртемберге. После освобождения в 1946 году Тиме возобновил преподавательскую деятельность в Галльском университете. В 1953 году, он, против желания восточногерманских властей, переехал во Франкфурт, где ему была предложена должность профессора индоевропеистики. В период с 1954 по 1960 год Тиме был профессором Йельского университета, а с 1960 года по 1972 год — профессором религиоведения и индологии Тюбингенского университета.
Тиме считается одним из «последних великих индологов». Он сделал большой вклад в развитие санскритской филологии, занимаясь исследованием Вед, индуистских эпосов, Упанишад, санскритской поэзии (в особенности санскритского грамматика Панини и его комментаторов). Тиме также занимался исследованиями в области сравнительно-исторического языкознания, изучая иранские и индоевропейские языки. Тиме свободно владел санскритом, за что заслужил уважение индийских учёных-традиционалистов, которые пригласили его дать вступительное слово на первой Всемирной конференции по санскриту, состоявшейся в Дели в 1971 — 1972 годах.