Tim O’Shannessey war vor allem ein Spezialist in der Verfolgung auf der Bahn. 1990, bei den Junioren-Weltmeisterschaften in Middlesbrough, wurde er Zweiter in der Einer- und Dritter in der Mannschaftsverfolgung. Bei den UCI-Bahn-Weltmeisterschaften 1993 in Hamar wurde er Weltmeister in der Mannschaftsverfolgung, gemeinsam mit Brett Aitken, Stuart O’Grady und Bill Shearsby. Diesen Erfolg konnte der australische Bahnvierer zwei Jahre später, bei der Bahn-WM in Bogotá, wiederholen, mit O’Shannessey, Bradley McGee, Aitken und O’Grady, nachdem die Australier (O’Shannessey, Rodney McGee, O’Grady, Aitken) im Jahr zuvor Dritter der WM geworden waren. Im selben Jahr, 1994, gewann die australische Mannschaft mit O’Shannessey, Aitken, Bradley McGee und O’Grady die Mannschaftsverfolgung bei den Commonwealth Games; O’Shannessey errang zudem die Bronzemedaille im 1000-Meter-Zeitfahren.