Тимофей Доля родился в 1993 году в Москве. С отличием окончил Центральную музыкальную школу при Московской государственной консерватории имени П. И. Чайковского, Московскую консерваторию и ассистентуру-стажировку (класс профессора Андрея Писарева). В 2014 году был удостоен гранта на обучение в школе Музыкального фестиваля в Аспене (США). В 2016 году в рамках международного студенческого обмена учился в Консерватории имени Россини в Пезаро (Италия). Совершенствовался в Венском университете музыки и исполнительского искусства (2019–2022, класс профессора Яна фон Арнима). С 2022 года учится в Фортепианной академии Incontri col Maestro в Имоле (Италия, класс профессора Бориса Петрушанского) и Университете музыки и исполнительского искусства в Граце (Австрия, класс профессора Маркуса Ширмера). Принимал участие в мастер-классах Сергея Доренского, Дмитрия Башкирова, Александра Сандлера, Мишеля Бероффа, Акико Эби, Норико Огава, Арье Варди, Стивена Ковачевича, Йохевед Каплински, Войцеха Свиталы, Павла Нерсесьяна, Хоакина Сориано и других. Удостоен стипендий Президента Российской Федерации и ректора Московской консерватории.

Лауреат международных конкурсов в Германии: имени Сергея Рахманинова во Франкфурте-на-Майне (2013, II премия), Märkische Musiktage в Эггерсдорфе (2014, I премия), Pianale в Фульде (2016, I премия и шесть специальных призов), Euregio Piano Awards в Гайленкирхене (2022, III премия), Испании: в Виго (2020, II премия) и ClaMo в Мурсии (2023, III премия), а также международных конкурсов памяти Веры Лотар-Шевченко в Екатеринбурге (2016, II премия), имени Константина Игумнова в Липецке (2016, I премия), в Коимбре (Португалия, 2016, II премия), имени Рудольфа Керера в Москве (2021, Гран-при), III и IV Всероссийских музыкальных конкурсов в Москве и Красноярске (2018, 2022, третьи премии).

Ведет активную концертную деятельность. Выступал в городах России, Германии, Австрии, Италии, Испании, Франции, Бельгии, Швейцарии, Греции, Словакии, Сербии, США, Японии, Молдовы. Принимал участие в фестивалях, среди которых Зимний международный фестиваль искусств Юрия Башмета в Сочи, «Лики современного пианизма» в Санкт-Петербурге, фортепианный фестиваль в Байройте (Германия) и Gradus ad Parnassum в Москве. С 2017 года – участник программ Санкт-Петербургского Дома музыки. 

Выступал с Большим симфоническим оркестром имени П. И. Чайковского, Госоркестром России имени Е. Ф. Светланова, Симфоническим оркестром Мариинского театра, оркестром «Новая Россия», Санкт-Петербургским государственным академическим симфоническим оркестром, Московским государственным академическим симфоническим оркестром, Уральским академическим филармоническим оркестром, оркестрами липецкого Дома музыки, Северо-Кавказской и Нижегородской филармоний, Московской консерватории, Симфоническим оркестром Земли Бранденбург и другими коллективами. Сотрудничал с дирижерами Владимиром Федосеевым, Александром Титовым, Александром Скульским, Александром Канторовым, Александром Сидневым, Денисом Власенко, Ульрихом Керном, Алексеем Доркиным, Иваном Никифорчиным и другими. Артист лейбла KNS Classical. Записал диск с произведениями Шуберта и Прокофьева.