Родился 1 марта 1923 года в селе Ставки Фастовского района Киевской области. Отец – Тимошенко Исак Ефимович (1890–1970). Мать – Тимошенко Анастасия Илларионовна (1889–1968). Супруга – Тимошенко Екатерина Кондратьевна (1927 г. рожд.). Сын – Тимошенко Владимир Иванович. Дочь – Тимошенко Людмила Ивановна.

После окончания Киевского полиграфического училища в 1940 году работал гравером-художником на книжно-журнальной фабрике и одновременно посещал занятия в Киевском аэроклубе.

8 июля 1941 года добровольно ушел на фронт. С 6 августа в составе 64-го стрелкового полка принимал участие в боевых действиях в районе Славянска Донецкой области. Под натиском превосходящих сил врага полк вынужден был отступать, несколько раз выходил из окружения. В конце весны 174-я дивизия, укомплектованная курсантами Астраханского пехотного училища, среди которых был и Иван Тимошенко, прибыла на Дон и вступила в тяжелые бои с частями немецкой 6-й полевой армии. 174-я дивизия стояла насмерть, и на ее участке фронта враг не прошел.

Одновременно шла подготовка к форсированию Дона. В штабе дивизии 19-летнего Ивана назначили командиром отряда. 6 августа 1942 года на рассвете отряд стремительно форсировал Дон и захватил плацдарм на правом берегу. С подходом основных сил ночью штурмом взяли город Коротояк. В боях за расширение и удержание плацдарма 7 августа 1942 года Тимошенко был тяжело ранен.

После лечения в госпитале направлен во взвод разведки 25-й гвардейской стрелковой дивизии имени В.И. Чапаева. В ее составе воевал до окончания войны - сначала командиром отделения, затем командиром взвода разведки 53-го артиллерийского полка. Освобождал Старый Оскол, Белград, Харьков, Изюм, Лозовую, Синельниково, форсировал Днепр, участвовал в уничтожении Корсунь-Шевченковской группировки противника, в освобождении Лебедина, Шполы, Звенигородки, Котовска, в разгроме Ясско-Кишиневской группировки. Прошел с боями Румынию, Венгрию, Австрию, Чехословакию. День Победы встретил под Прагой. Демобилизован в 1947 году.

В 1949 году окончил сельскохозяйственный техникум и 45 лет беспрерывно работал на агрономических должностях. Из них 25 лет был главным агрономом Фастовского районного управления сельского хозяйства, живя в городе Фастове Киевской области.

За время его работы хозяйства района имели высокие показатели в растениеводстве и неоднократно занимали призовые места в области и республике. За достигнутые успехи в растениеводстве район пять раз утверждался участником ВДНХ СССР. Иван Исакович Тимошенко награжден четырьмя бронзовыми медалями ВДНХ СССР.

Более пятидесяти лет он сотрудничал с районными газетами «Победа» и «Киевская правда», на страницах которых опубликовал более 250 статей.

Награжден орденами Богдана Хмельницкого, Отечественной войны I степени, Трудового Красного Знамени, Красной Звезды, Славы III степени, двумя медалями «За отвагу», медалью «За трудовое отличие» и другими.