Sabine Timoteo, geboren als Sabine Hagenbüchle 1975 in Bern, wächst zunächst in New Mexico in den USA auf, dann in Lausanne. Sie absolviert von 1991 bis 1993 eine Tanzausbildung an der Schweizerischen Ballettberufsschule und erhält ein Engagement an der Deutschen Oper in Düsseldorf bei Heinz Spoerrli, bleibt dort jedoch nur zwei Monate, da sie im klassischen Tanz für sich keine Zukunft mehr sieht. Stattdessen geht sie mit dem Butoh-Ensemble "Compagnie Ariadone" der Japanerin Carlotta Ikeda auf Tournee.

Der Regisseur Philip Gröning entdeckt sie bei einem Workshop für Schauspieler in München und engagiert sie für die weibliche Hauptrolle in seinem Film "L"amour, l"argent, l"amour", der 1996/97 gedreht wird, aber erst 2000 in die Kinos kommt. In der Zwischenzeit (1997 bis 2000) absolviert Timoteo in Bern eine Ausbildung zur Köchin. Nach Veröffentlichung des Films wird sie für ihre Darstellung der Prostituierten Marie mit dem Bronzenen Leoparden in Locarno und mit dem Schweizer Filmpreis ausgezeichnet.

In den folgenden Jahren spielt sie unter anderen in Filmen von Maria Speth ("In den Tag hinein", 2001) und Dominik Graf, für dessen Drama "Die Freunde der Freunde" (2002) sie mit einem Grimme-Preis ausgezeichnet wird. Auch für ihre Rolle als Herumtreiberin in Christian Petzolds "Gespenster" (2005) wird sie hoch gelobt. In Matthias Glasners umstrittenem "Der freie Wille" spielt sie eine Frau, die sich in einen Vergewaltiger verliebt.

Für ihre Rolle als geheimnisvolle Freundin des quirligen Jürgen Vogel in der Komödie "Ein Freund von mir" wird Timoteo 2007 für den Deutschen Filmpreis als Beste Nebendarstellerin nominiert. Im Jahr darauf erhält sie für ihre Verkörperung einer Wissenschaftlerin, die Unregelmäßigkeiten in ihrer Firma auf die Spur kommt in dem schweizerischen TV-Thriller "Nebenwirkungen" den Schweizer Filmpreis.
Ihrer Vorliebe für gleichermaßen komplexe und enigmatische Charaktere bleibt Timeteo danach unter anderem als Starfotografin in der Liebesgeschichte "After Effect" (2007), in Michael Glawoggers eigenwilligem "Vaterspiel" (2007-2009) als Enkelin eines in New York untergetauchten Altnazis und in "Brownian Movement" (2009/2010) als Psychiaterin einer seelisch labilen Frau treu.

2011 feiert beim Münchner Filmfest "Die Farbe des Ozeans" Premiere, in dem Timoteo eine deutsche Touristin verkörpert, die auf den kanarischen Inseln mit dem Leid afrikanischer Flüchtlinge und der Gleichgültigkeit der zuständigen Behörden konfrontiert wird. Der Film startet im Frühjahr 2012 in den deutschen Kinos. Ebenfalls 2012 sieht man sie in dem Beziehungsdrama "Formentera" von Ann-Kristin Reyels, das im Forum der Berlinale uraufgeführt wird.