Karrierjét1998-ban, 15 évesen kezdte.2000-ben megnyerte a BMW ADAC Junior Kupát,2001-ben pedig a BMW ADAC Bajnokságot. Első Német Formula–3-as idényében a harmadik helyen végzett és megnyerte az Év Újonca díjat.2003-ban aFormula–3 bajnokságban három futamot megnyert és további három dobogós helyezést szerzett. Ezekkel az eredményekkel az ötödik helyen zárta az évet.
Glock pályafutását aChamp Car-ban folytatta aRocketSports csapattal. Legjobb helyezése egy második hely volt Kanadában, ahol egy érdekes versenyen – furcsa körülmények között – csakOriol Servià bizonyult jobbnak nála. A végén a nyolcadik helyen zárt, és megkapta az Év Újonca címet.
2006-ban aGP2-be szerződött aBCN Competicion csapathoz. A csapat rendkívül gyengén szerepelt, ezért Timo aziSport alakulatához szerződött, ahol két futamgyőzelmet és még három dobogós helyet szerzett, így összesítésben a negyedik helyen végzett.2007-ben az iSport csapatnál versenyzett. Egész évben uralta a mezőnyt, öt futamgyőzelemmel és még négy dobogós helyezéssel az első helyen végzett összesítésben.
2004-ben négy nagydíjon szerepelhetett aJordannél.Kanadában a tizenegyedik helyen ért célba, de aWilliamsek és aToyoták kizárása miatt a hetedik helyre sorolták, és így 2 pontot örökölt meg.Giorgio Pantano helyett a csapat az utolsó három nagydíjra is őt ültette be az autóba, mind a három versenyen a tizenötödik helyen végzett.
2006-ban aBMW Saubernek tesztelt és 2006 decemberében szerződött le a csapathoz második számú tesztpilótaként.2007-benKubica hatalmas bukását követően azEgyesült Államok Nagydíján nagyon szerette volna megmutatni, hogy mit tud, de a csapat az első számú tesztpilótáját,Sebastian Vettelt választotta. Mivel amagyar nagydíjjal kezdődően aToro Rosso szerződtette Vettelt, Glockot fő tesztpilótává léptették elő.
2007-ben több csapatnál is tesztelt, de végül aToyotához ment. Szerződése azonban még élt a BMW-vel, amikor leszerződött a Toyotához, ezért a BMW bíróság elé vitte az ügyet. A CRB azonban Glock javára döntött, ésnovember 16-án elrendelte az azonnali szerződésbontást, ígynovember 19-én aláírta hároméves szerződését a Toyotával.
2008-banRalf Schumacher helyére érkezett aToyotához, csapattársaJarno Trulli. A szezonnyitóausztrál nagydíjon látványos balesetet szenvedett, de nem sérült meg.Malajziában is kiesett,Bahreinben viszont lemaradt a pontszerzésről. Aspanyol nagydíjon összeütközöttDavid Coultharddal, és csak a tizenegyedik helyen ért célba.Törökországban a tizenötödik helyről indult, és tizenharmadik lett. Az esősmonacói nagydíjon nehezen tudott megbirkózni a körülményekkel, többször megcsúszott, végül a tizenkettedik helyen ért célba. AKanadában történt boxbaleset után sikerült az élre törnie, és három kör erejéig vezette is a versenyt, de végül csak a negyedik helyet szerezte meg, amely öt pontot jelentett neki. Afrancia nagydíjon aMcLarenek rajtbüntetései miatt a 8. helyről indulhatott, de a futamon visszacsúszott a 11. helyre, míg csapattársa, Trulli harmadik lett.[1] Abrit nagydíj időmérőjén a 12. helyet szerezte meg és ott is ért célba. Következő,hazai versenyén csak a 11. helyről rajtolt, de a versenyen jó taktikával feljebb jött, és a pontszerzésre is esélye volt, amikor eltörött a Toyota felfüggesztése, és nagy sebességgel hátulról és oldalról a betonfalba csapódott. Abiztonsági autó is bejött, de szerencsére komoly baja nem történt. Amagyar nagydíjon az előző versenyen szenvedett hatalmas balesete ellenére elérte pályafutása eddigi legjobb helyezését. Már az időmérő edzésen elért 5. helyével is elégedettek lehettek a Toyotánál. A futamot végül a 2. helyen zárta, ami a csapat erősödését is mutatta. Azeurópai nagydíjon ismét pontot szerzett, ezúttal egy 7. hellyel. Az esősBelga-ésOlasz Nagydíjakon 9. és 11. lett.Szingapúrban kihasználva a biztonsági autós szakaszok adta lehetőséget, a 7. rajtpozícióból egészen a 4. helyig jött föl. Ajapán nagydíjon kiesett,Kínában 7. lett.
A váltakozva száraz és esős szezonzáró futamon, abrazil nagydíjon a mezőny közepén autózott, amikor az utolsó körökben újra eleredt az eső. Az élmezőnyből mindenki kereket cserélt, csak ő nem, ezzel a 4. helyre került. Mögötte haladt azonbanSebastian Vettel és a világbajnoki címért harcolóLewis Hamilton, akinek legalább az ötödik helyen kellett végeznie ahhoz, hogy bajnok legyen. Glock autója a vizes pályán vezethetetlen volt[2] – csak az utolsó körben 14 másodpercet vesztett a mögötte haladókkal szemben –, így az utolsó kör utolsó kanyarjában mind Vettel, mind Hamilton megelőzte, utóbbi pedig világbajnok lett. Glock a 6. helyen ért célba.
2008-ban, első teljes Formula–1-es szezonjában, főleg az évad második felében elért jó eredményeinek köszönhetően a világbajnokság 10. helyén végzett, 25 ponttal[3] és elkönyvelhette első dobogós helyezését.
Eggyel kevesebb pontot szerez a tavalyi évhez képest, ám kétszer állhatott fel a dobogóra: Malajziában harmadik lett, ám itt csak pontjainak a felét kapta meg, míg Szingapúrban a második helyet szerezte meg. A szezon utolsó két versenyén nem vett részt, mivel a japán nagydíj időmérőjén vádlisérülést szenvedett. 2008-hoz hasonlóan Glock a 10. helyet szerzi meg összetettben.
Miután a Toyota kilépett a Formula–1-ből, Glock az egyik újonc istállóhoz, a Virginhez szerződik. Ez az év a legrosszabb karrierje során, legjobb helyezése egy 14. hely Japánban, csapata a konstruktőri bajnokságban az utolsó helyen végez, Glock 0 ponttal zárja a szezont. A 2011-es szezonban sem szerzett pontot Glock, legjobb helyezése két 15. hely Kanadából és Belgiumból. 2012-ben is pont nélkül maradt a német, viszont Szingapúrban kiváló versenyzéssel 12. lett, de ez sajnos kevés a Marussia-nak a 10. helyhez a konstruktőrök közt. Viszont a Marussia 2013-ra Glockot lecserélte, mivel nem jelentős szponzori háttere.
Miután a Marussia ejtette a németet, Glock a DTM-be indult szerencsét próbálni. Kezdetben úgy tűnt, hogy Glock folyamatosan fog pontot szerezni, ám végül rá kellett döbbenni az igazságra, hogy ez nem fog ilyen könnyen menni. A szezon első futamán egy rosszul rögzített kerék fosztotta meg Glockot a pontszerzéstől. A német a 3. futamon, Spielbergben meglett az első dobogó egy 3. hely tükrében. Utána folyamatosan pontszerzés nélküli futamok érkeztek Glock számára. Ám az év utolsó, 10. futama a száradó pályán volt Glocknak szerencséje. A 4. helyről rajtolt, a rajtot picit elrontotta, de utána körökön belül felzárkózott a 2. helyre. A körülmények megfelelő kihasználásával meglett Timo Glock élete első DTM-es futamgyőzelme.