Licencié au SSK Ljubno BTC, Timi Zajc commence sa carrière internationale en 2013 dans la Coupe FIS. En fin d'année 2015, il gagne son premier concours dans le circuit de la Coupe OPA à Seefeld
Il remporte son premier titre au Festival olympique de la jeunesse européenne 2017, où il gagne la compétition individuelle[1] et les deux concours par équipes (mixte et masculin).
Après une victoire en Coupe continentale en , il fait ses débuts en Coupe du monde en à Wisła avant de marquer des points dès la deuxième étape à Nizhny Tagil avec une douzième place. Il participe ensuite à la Tournée des quatre tremplins où il se classe dans les trente premiers sur chaque concours.
Il se qualifie pour les Jeux olympiques d'hiver de 2018, où il est 33e au petit tremplin.
Pour commencer la saison 2018-2019, il est directement cinquième à Wisla, avant de remporter un titre de champion de Slovénie[2]. En , il prend la deuxième place à Sapporo, où il décroche son premier podium en Coupe du monde. Lors de la compétition suivante, il sort vainqueur du concours de vol à ski disputé à Oberstdorf, pour sa première victoire dans l'élite mondiale.
Le , Anže Semenič, Timi Zajc, Peter et Domen Prevc offrent à la Slovénie la victoire en Norvège lors du concours de vol à skis par équipes de Vikersund, devançant l'Allemagne et l'Autriche[3].
Aux Championnats du monde 2019, pour sa première participation au mondial, il est notamment dixième sur le grand tremplin.
Il commence la saison 2019-2020 par deux top dix à Wisla et Ruka, avant de connaître une baisse de forme, le rélégant au delà de la vingtième place dans la majeure partie des cas jusqu'à l'étape de Titisee-Neustadt, où il renoue avec le podium, terminant troisième. Il obtient son meilleur résultat de l'hiver sur le tremplin de vol à ski de Kulm, où il est aussi troisième sur l'autre manche. Ainsi, il occupe la deuxième place du classement spécifique du vol à ski de la Coupe du monde cette année.
