Od lipca 2009 roku Tymoszczuk był graczem Bayernu Monachium. Po zdobyciu z klubem Ligi Mistrzów w 2013 roku jako wolny agent odszedł z Bayernu i powrócił do Zenitu Petersburg podpisując z rosyjskim klubem dwuletni kontraktТимощук согласовал условия контракт с „Зенитом” – UA-Футбол.. Grał z numerem 44. Po wygaśnięciu kontraktu latem 2015 opuścił ZenitТимощук покидает Зенит – UA-Football.. 5 lipca 2015 roku podpisał półtoraroczny kontrakt z Kajratem Ałmaty. W listopadzie 2016 roku po wygaśnięciu kontraktu opuścił Kajrat.
Kariera reprezentacyjna 26 marca 2000 roku Anatolij Tymoszczuk debiutował w reprezentacji Ukrainy w wygranym 1:0 meczu towarzyskim z Bułgarią, grając do 61 minuty, kiedy to został zmieniony.
22 grudnia 2005 roku wziął udział w Meczu Przeciwko Ubóstwu, który odbył się na LTU Arena w Düsseldorfie w Niemczech. Wówczas to zespół przyjaciół Zidane’a, w którym grał Tymoszczuk, pokonał drużynę przyjaciół Ronaldo 4:2.
Doświadczony zawodnik wziął udział w Mistrzostwach Świata w 2006 roku w Niemczech, gdzie z zespołem Ukrainy doszedł do przegranego 0:3 ćwierćfinału z Włochami.