Тимофій Мотренко народився 22 листопада 1948 року у Вінниці.

Закінчив філософський факультет Київського державного університету ім. Т.Г.Шевченка у 1987 році за спеціальністю "філософія", отримавши кваліфікацію філософа, викладача філософських дисциплін, та Тернопільську академію народного господарства у 1998 році за спеціальністю "фінанси і кредит", отримавши фах економіста.

Свій трудовий шлях Тимофій Валентинович Мотренко розпочав у 1966 році учнем токаря, потім працював токарем на Вінницькому електротехнічному та агрегатному заводах, а також токарем, соціологом, старшим соціологом на Вінницькому радіоламповому заводі (1977 р. – Вінницький завод ім. 60-річчя Жовтня). 

З 1985 року працював заступником уповноваженого Ради у справах релігій при Раді Міністрів УРСР по Вінницькій області, на партійних і адміністративних посадах, суміщаючи цю роботу з викладацькою у Вінницькому педінституті. З 1991 року -  старший викладач, далі - доцент кафедри світової та вітчизняної культури Вінницького державного педінституту.

У 1994 році обраний депутатом обласної ради - головою постійної комісії обласної ради. З 1996 року - заступник голови Вінницької облдержадміністрації з соціальних питань.

З 1999 року - заступник Міністра Кабінету Міністрів України, у 2000 році призначений заступником Урядового секретаря Кабінету Міністрів України. 2001-2003 роки - заступник Державного секретаря Кабінету Міністрів України, з липня 2003 року - заступник Міністра Кабінету Міністрів України.

1 жовтня 2003 року Указом Президента України призначений Начальником Головного управління державної служби України.

Заступник Голови Координаційної ради з питань державної служби при Президентові України, член Національної ради з питань державного управління та місцевого самоврядування, член Міжвідомчої комісії Ради національної безпеки і оборони України з комплексного вирішення проблем у сфері боротьби з корупцією.

Доктор філософських наук, професор.

Голова Експертної ради ВАК України в галузі наук “Державне управління”. Член наглядових рад ряду провідних національних вузів України. Член спеціалізованих вчених рад Д 26.001.27 та Д 26.001.28 Київського національного університету імені Тараса Шевченка. Член опікунської ради Європейського університету. Голова редакційної колегії журналу “Вісник державної служби України”, Голова Ради кадровиків центральних органів виконавчої влади, заступник Голови організаційного комітету Всеукраїнського конкурсу “Приязна адміністрація”.

У 2001 році нагороджений подякою Кабінету Міністрів України, у 2003 році - відзнакою Головдержслужби України - нагрудним знаком "Державна служба України "За сумлінну працю", знаком “Відмінник освіти України”, у 2003 році Указом Президента України  присвоєно почесне звання "Заслужений працівник освіти України".

Повний кавалер Ордену “За заслуги” (у 1998 році Указом Президента України нагороджений орденом III  ступеня, у 2007 році – орденом “За заслуги” II ступеня, у 2009 році – орденом “За заслуги” I ступеня). Двічі нагороджений Почесною Грамотою Кабінету Міністрів України із врученням пам’ятного знаку (2000 та 2008 роки).

У 2010 році нагороджений дипломом Члена-кореспондента Національної академії педагогічних наук України.