במלחמת יום הכיפוריםפיקד על גדוד 9, באותה עת גדוד טנקי מגח. הגדוד שהה בתעסוקה מבצעית בגזרת צפון תעלת סואץ כשפרצה המלחמה. הגדוד ספג אבדות כבדות בקרבות, כולל 67 הרוגים,[3] ונשחק לגמרי, עד שנותרו בו שני טנקים כשירים בלבד ולמעשה חדל מלהתקיים.
תמיר חבר לגבי עמיר, מפקד חטיבה 460 שהגיעה לחזית במוצאי יום הכיפורים, וסייע לכוחות החטיבה להתמצא בגזרה. למחרת נענה לבקשת עמיר ומונה לקצין האג"ם של החטיבה והמשיך בתפקיד לאורך קרבות הבלימה, הצליחה וקרב העיר סואץ. לאחר צליחת התעלה פנה תמיר לארגון מחדש של גדוד 9, על בסיס שרידי הגדוד המקורי וחיילי מילואים שנאספו בבית הספר לשריון בג'וליס. לאחר יום אימונים חזר הגדוד והצטרף לאוגדת שרון, שהייתה מוצבת בגדה המערבית של תעלת סואץ. על פועלו במלחמה זכה תמיר בעיטור המופת, אחד מ-18 ציונים לשבח מסוגים שונים שקיבלו לוחמי הגדוד, כולל שני עיטורי גבורה, עיטור העוז אחד ושבעה עיטורי מופת. לאחר המלחמה התחזה לרב, כדי להצטרף לצוות שעסק באיתור חללי צה"ל באזור שבשליטת מצרים.[4]
במהלך קרבות ההתשה לאחר המלחמה, השתתף תמיר בלחימה בחזית הגדה המערבית של תעלת סואץ. לאחר הסכם הפרדת הכוחות, עבר לשרת כקצין אג"ם באוגדה 36 ברמת הגולן, שנבנתה כאוגדה סדירה תוך כדי מלחמת ההתשה במובלעת הסורית.
לאחר שחרורו משמש תמיר יועץ ארגוני וביטחוני, דירקטור בחברות, היה מנכ"ל איגוד תחנות הדלק בישראל, ומ-2009 יו"ר הוועד המנהל של האגודה למען החייל. משמש ראש המרכז לחקר לוחמת היבשה ביד לשריון.
