Ο Τιμοστσούκ ήταν αρχηγός της Εθνικής Ουκρανίας και με 144 συμμετοχές από το ντεμπούτο του το 2000, είναι ο κορυφαίος της εθνικής σε συμμετοχές όλων των εποχών. Συμμετείχε στο πρώτο Παγκόσμιο Κύπελλο της Ουκρανίας το 2006 και το πρώτο Ευρωπαϊκό Πρωτάθλημα το 2012. Κέρδισε το βραβείο «Ουκρανός Ποδοσφαιριστής της Χρονιάς» σε τρεις περιπτώσεις.