Timothy Linh Bui commence sa carrière en 1999 en co-écrivant et produisant le film de son frère Trois Saisons, premier film américain tourné au Viêt Nam depuis la fin de la Guerre du Viêt Nam, et le premier à être joué en vietnamien par des acteurs vietnamiens.
Timothy Linh Bui a été très marqué par ce tournage au Viêt Nam[5] qui a directement inspiré son premier long-métrage Green Dragon qui raconte l’histoire de plusieurs réfugiés vietnamiens aux États-Unis après la chute de Saigon à la fin de la guerre du Viêt Nam en 1975. Le film met en scène Forest Whitaker. C'est également l'un des premiers films produit par l'acteur américain [6].
Il réalise en 2009Points de rupture, Forest Whitaker étant à nouveau acteur et producteur du film. Ce long-métrage est notamment connu comme étant le dernier film de Patrick Swayze[7].
En 2013, il fonde la société de production Happy Canvas Film aux États-Unis qu'il relocalise au Viêt Nam en 2016[8]. La société de production a notamment participé à la création de la version vietnamienne de l'émission américaine The Bachelor[8].