Воспитанник кокшетауского футбола Тимур Досмагамбетов дебютировал в Премьер-лиге 17 мая 2008 года в матче «Окжетпес» – «Кайрат» (2:0). За «Окжетпес» провел 117 матчей, забил 17 мячей.

Также выступал за «Восток» (29 матчей, 1 гол), «Тобол» (23 матча), «Тараз» (57 матч, 9 голов), «Ордабасы» (95 матчей, 6 голов), «Шахтёр» (12 матчей, 5 голов) и «Астану» (30 матчей, 7 голов). В составе нынешнего клуба «Актобе» на сегодняшний день провел 37 матчей, забил 2 гола.

Всего в казахстанской Премьер-лиге сыграл 400 матчей, забил 47 мячей. 

Тимур Досмагамбетов стал 15-м футболистом в истории Премьер-лиги, сыгравшим 400 и более матчей.