Timothy Michael Dolan è nato a Saint Louis (Missouri) il 6 febbraio 1950. Ha frequentato il Cardinal Glennon College e il Pontificio Collegio Americano del Nord a Roma, ottenendo il master in filosofia.
Il 19 giugno 1976 è stato ordinato sacerdote del clero di Saint Louis dall’allora vescovo ausiliare di Indianapolis Edward Thomas O’Meara. Ha svolto mansioni di viceparroco in alcune parrocchie della sua diocesi, collaboratore presso la Nunziatura apostolica negli Stati Uniti e rettore del Pontificio Collegio Americano del Nord di Roma.
Il 19 giugno 2001 è stato nominato vescovo ausiliare di Saint Louis, con il titolo di Natchez; ha ricevuto la consacrazione episcopale il 15 agosto 2001 per le mani del cardinale Justin Francis Rigali (arcivescovo di Saint Louis), co-consacranti i vescovi Joseph Fred Naumann e Michael John Sheridan (vescovi ausiliari della medesima arcidiocesi).
Il 25 giugno 2002 è stato nominato arcivescovo di Milwaukee. Dal 28 settembre 2007 al 9 luglio 2008 è stato anche amministratore apostolico di Green Bay. Il 23 febbraio 2009 Benedetto XVI l’ha nominato arcivescovo di New York. Nel 2010 è stato eletto alla presidenza della Conferenza episcopale statunitense. Benedetto XVI l’ha nominato cardinale del titolo di Nostra Signora di Guadalupe a Monte Mario nel Concistoro del 18 febbraio 2012.