עם גיוסו לצה"ל בשנת 1979, שובץ בחטיבת גולני והתקבל לפלוגת ההנדסה החטיבתית. טמיר עבר הכשרה כלוחם וקורס מ"כים חי"ר. בהמשך יצא לקורס קציני חי"ר. עם סיום הקורס שב לפלוגה כמפקד צוות לוחמים. טמיר לחם כמפקד צוות במלחמת לבנון הראשונה, בין היתר בקרב על הבופור. בהמשך שימש במגוון תפקידי מטה ופיקוד, בהם מפקד פלחה"ן גולני, אותה הוביל בלחימה ברצועת הביטחון בלבנון, וכסמג"ד יחידת מורן. בהמשך מונה למפקד יחידת שמשון, והוביל אותה בלחימה כנגד הטרור הפלסטיני ברצועת עזה. לאחר מכן, בשנים 1991-1992 שימש כמפקד יחידת מגלן.