Iniciou sua carreira na TV em 2009 com "Law & Order", série policial que ele interpretrou uma vítima de assassinato, já em 2012 atuou na série "Homeland", como o Finn Walden, o filho rebelde do vice-presidente, junto do elenco, foi indicado ao SAG Awards.
Timothée em 2014 lançou-se no cinema, com "Homens, Mulheres e Filhos", atuou na série no filme "Interestelar" com Matthew McConaughey, Anne Hathaway e Michael Caine.
Chalamet em 2017 atuou em "Me chame pelo seu nome", como Elio, um jovem na Itália nos anos 80 que se apaixona por Oliver, e para atuar no personagem, aprendeu a falar italiano, tocar violão e piano. Com o longa, o ator apareceu na lista dos melhores atores do ano no The New York Times, e ganhou o Gotham Independent Film Award por Ator Revelação; também já recebeu indicações como Melhor Ator no Globo de Ouro, SAG, BAFTA, Academy Award e no Oscar foi a terceira pessoa mais jovem da história a ser indicada na categoria.
Timothée Chalamet e a Geração Z
De um estudante homossexual até um jovem viciado em drogas, o ator conseguiu uma legião de fãs ao exibir vários lados do próprio talento. De acordo com o The Cut, os requisitos para ser um rei da internet são: masculinidade esclarecida, mistério, charme, aura de autenticidade e vulnerabilidade desejável.Timothée apresenta todas características condizentes com o tipo ideal de homem, dos gens z.
No ano de 2018, o The Guardian publicou um artigo nomeando a adoração pelo ator de Chalamania, citando que Chalamet é um reflexo da mesma história Leomania, quando Di Caprio estava no auge de sua fama com Titanic. Desde a personalidade constrangedora, o cabelo bagunçado, o corpo magrelo e um estilo que varia do feminino ao alternativo, o ator conquista a geração por trazer um modelo confiável de masculinidade não tóxica.
Timothée tem chamado atenção nos tapetes vermelhos,com looks coloridos, bordados e estampados, derrubando os velhos padrões de masculinidade no vestir.
O segredo para tanto estilo é que ele é um fã de moda muito antes de estourar no cinema. Em uma conversa com Frank Ocean para a W Magazine em 2018, o ator relata que está se divertindo muito usando esses looks de red carpet e que prefere escolher ele mesmo a trabalhar com um stylist.