1996年に政治家に転身し、キロヴォフラード州補選において92.3％の驚異的な得票を獲得し、国会議員に選出された。1998年に再選、2002年に三選された。1998年議会の予算委員長。1999年から2001年まで、ユシチェンコ内閣で副首相（燃料エネルギー部門担当）となる。副首相としては、電力市場取引を近代化させ、電力産業から国庫収入を増加させた。しかし、2001年2月、統一エネルギーシステム社長時代の文書偽造・ロシア産天然ガスの密輸入の容疑で逮捕された。数週間後に嫌疑不十分で釈放されるが、ティモシェンコは、経済改革によって打撃を受ける石炭産業界と癒着していたレオニード・クチマ大統領によってでっち上げられたものであると主張した。一方でティモシェンコ自身も寡頭資本家の一人であり、財産が不当に獲得されたものであることが示唆されている。釈放後、野党に転じ、立場を中道・民族主義にシフトして政治ブロック「ユーリヤ・ティモシェンコ・ブロック」を結成し代表となった。クチマ大統領が関与を指摘されるジャーナリストのヘオルヒー・ホンハーゼの殺害事件では、最も率直にクチマを攻撃した一人となる。2002年のウクライナ議会選挙では、ティモシェンコ・ブロックは投票率7.2%を獲得し、第三党と健闘した。2004年クチマ大統領の任期満了に伴うウクライナ大統領選挙ではユシチェンコを支持した。このオレンジ革命を報じた各国のメディアはティモシェンコを「オレンジ革命のジャンヌ・ダルク」と比喩した。
1979年、彼女は、ソ連共産党の中級党官僚の息子だったウクライナ人オレクサンドル・ティモシェンコと結婚し、苗字を改める。1984年ドニプロペトロウシク国立大学を卒業し、経済学博士の学位を取得した。ウクライナ鉱業大学にも在籍していたが卒業はしていない。1984年から1988年までは、ドニプロペトロウシクの機械製造工場でエンジニア・エコノミストとして勤務していた。1989年、ペレストロイカの波に乗り、不法コピーされたビデオのレンタルチェーン店「コムソモール」を設立し大いに成功をおさめ、後には私有企業化した。ソ連崩壊後、ティモシェンコは、1990年から1998年までいくつかのエネルギー関連企業を経営した。1991年から1995年まではドニプロペトロウシク周辺の農業関連企業に石油製品を売る会社の重役を務めた。1995年から1997年まで、ウクライナ統一エネルギーシステムの社長。同社は1996年にはロシアからウクライナへの天然ガスの最大の輸入・卸売業者になり「ガスの王女」の通称で呼ばれた。その一方で、脱税の疑いや、ガス貿易に関して不正に手に入れたガスを再販するという不正取引も取りざたされ、ロシアでは指名手配されていた。こうした事業の中で、ティモシェンコはロシアのガス・石油大手のガスプロムと関係を深め、同じ時期に、パーヴェル・ラザレンコやレオニード・クチマ大統領など、ウクライナ政界の主要人物（その多くは彼女と同じくドニプロペトロウシクを基盤としていた）との関係を深めている。
1960年11月27日に、ウクライナ・ソビエト社会主義共和国、ドニプロペトロウシク州ドニプロペトロウシク市に生まれる。旧姓はグリギャン（grigan）。父はラトビア人のウラジミル・グリギャン、母はロシア人のリュドミラ・テレギナ。父は、ティモシェンコが3歳の時に家庭を捨てている。母とユーリヤ・ティモシェンコ自身はウクライナ正教会 (モスクワ総主教庁系) の信者である。二人ともロシア語で生活し、ティモシェンコがウクライナ語を話せるようになったのは36歳頃になってからだった。
1944年に山東省寿光県（現在の寿光市）で生まれる。1966年に共産党に入党。文化大革命中は、寿光県の候鎮公社副社長、城関公社の党委員会副主任を務め、1975年4月より寿光県党委員会副書記、県革命委員会副主任を務めた。その後、寿光県党委員会書記、県革命委員会主任、共産主義青年団山東省委員会副書記を歴任した。1983年からは、党高級幹部の養成機関である中国共産党中央党校にて教育を受け、山東省聊城地区委員会副書記、書記を歴任。1989年2月からは山東省の副省長を務めた。その後、故郷山東省から新疆ウイグル自治区に転出し、1991年4月に、自治区党委員会常務委員、自治区人民政府常務副主席、1992年12月に自治区党委員会副書記に就任した。1995年12月には、前任の宋漢良の後継として自治区党委員会書記、新疆生産建設兵団第一政治委員に就任し、新疆の政治トップとなった。王が新疆に転任した1990年代は、中国内外でウイグル人の独立運動が活発化した時期であり、2001年9月11日の米国での同時多発テロ事件以降は、アフガニスタンや中央アジア諸国に隣接する新疆でも、アルカーイダの影響を受けたテロ組織が浸透することが懸念された。王は、「厳打」と呼ばれる治安強化キャンペーンを展開し、独立運動に対する厳しい取締りを実施した。2002年11月の中国共産党十六回全国代表大会の一中全会では、新疆における治安強化政策が江沢民から評価され、辺境省の幹部としては異例の中央政治局委員に選出された。胡錦涛政権下の2007年10月の第十七回全国代表大会でも引き続き、政治局員に再任された。2006年には、3期目となる自治区党委員会書記に選出され、新疆統治の特殊性から、3選を禁止した党規定の例外が認められたものとして注目された。その内実は、独立活動家をテロリストと言い張って血の弾圧を強化し、一方で弟など山東省人脈を周囲に固めて利権を掌握、王は「新疆王」とまで呼ばれた。2009年5月、スペイン最高裁は王を含む8名に対し人類に対する犯罪容疑で国際指名手配の手続きをとっている。2009年7月5日には、ウルムチでウイグル族による大規模暴動事件が発生。漢族の人間たちは王を非難し、辞任要求デモを行っている。民衆から公然と辞任を要求されるのは異例である。デモの際、王はデモ隊を前にして「私を信じてほしい」と訴えたが、デモ隊からは「信じられない」、「新疆王は出ていけ！」などと罵声を浴びせられた。