Nata da genitori italiani originari del Molise, si sposta giovanissima con la famiglia a Los Angeles, dove si esibisce qualche volta nel ristorante aperto dai suoi. Sottoscrive un contratto discografico con la Liberty Records ed esordisce con Hurt (1961. Il suo stile vocale potente ed emozionale ricorda quello di Dinah Washington, tanto che molti ascoltatori pensarono che Timi fosse una cantante di colore. Hurt arrivò al quarto posto della classifica americana di vendite e fu portata al successo in Italia cinque anni più tardi da Fausto Leali con il titolo A chi?. Il primo album,  risale al 1963 e contiene pezzi country e standard melodici, reinterpretati in chiave soul. Si esibisce in numerose città statunitensi e partecipa come "spalla" alla tournée australiana di Frank Sinatra del 1962. Nel 1965 viene invitata in Italia al Festival di Sanremo, al quale partecipa con due canzoni E poi verrà l'autunno e Ti credo. Tornerà nel 1968 con Le solite cose di Pino Donaggio. Verso la fine degli anni sessanta la sua stella è ormai in declino. Appena dopo il suo matrimonio (1969), decide di lasciare il mondo dello spettacolo. Nel 1976, il gruppo dei Manhattans rilancia Hurt in versione disco-music e molti disc jockey nel Regno Unito e in Olanda utilizzano la sua voce campionata per alcuni remix di successo. Yuro è incoraggiata a ricominciare, ma nei primi anni ottanta le viene diagnosticato un tumore alle corde vocali. Viene operata, ma perde la sua potente voce. Il suo ultimo disco, Timi Yuro sings Willie Nelson, risale al 1984. Il cancro tornerà ad aggredirla alla gola e Timi muore nella sua casa di Las Vegas nel marzo 2004.