En 2004, il participe aux débuts de l'émission "Project Runway" ("Projet haute couture" en France) sur Bravo. La série rejoint Lifetime en 2009. Durant seize saisons, il est le mentor des candidats dans l'aventure. Il participe également à plusieurs spin-offs de l'émission, dont "Project Runway: Under the Gunn", qu'il présente. En 2013, lors de la  des Primetime Emmy Awards, Tim Gunn et Heidi Klum remportent le prix des meilleurs présentateurs d'une émission de téléréalité pour "Projet haute couture". Le duo est également nommé dans cette catégorie en 2014, 2015, 2016, 2017 et 2018. En 2018, Gunn et Klum quittent la série pour créer une nouvelle émission sur Amazon.