Na década de 1960, se mudou para o Rio de Janeiro atrás de oportunidades na música e começou a trabalhar como motorista da cantora Ângela Maria.
Timóteo gravou seu primeiro disco após indicação da cantora em 1961, mas demorou a estourar.
A projeção veio após participação no programa de Jair de Taumaturgo na TV Rio, quando ganhou todos os prêmios do programa e foi contratado pela gravadora EMI-Odeon.
Com o LP “Surge um Astro”, emplacou o hit “Mamãe” (versão de “La Mamma”, de Charles Aznavour) e passou a participar do programa “Jovem Guarda”. O início da carreira foi todo focado em versões de sucessos internacionais.
Com o álbum “Obrigado Querida”, lançado em 1967, alcançou o primeiro lugar nas gravadoras do país e seu primeiro grande hit foi “Meu grito”, canção de Roberto Carlos.
A partir de então, se consolida como cantor romântico e lança outros sucessos como “Ave-Maria”, “Verdes campos” e “A galeria do amor”. Agnaldo Timóteo gravou mais de 50 discos, alternando entre o romântico e o brega.
Timóteo iniciou sua atuação como político em 1982, quando foi eleito deputado federal no Rio de Janeiro pelo PDT.
Durante o mandato, brigou com Leonel Brizola e transferiu-se para o extinto PDS.
Candidatou-se ao governo do Estado em 1986, mas foi derrotado por Moreira Franco.
Foi eleito novamente deputado federal em 1994, e renunciou dois anos depois para assumir como vereador na cidade do Rio de Janeiro.
Em 2005, assumiu como vereador em São Paulo pelo Partido Progressista, e foi reeleito em 2008.