Сел на престол после смерти Токтакии (старшего брата). Сначала ревностно взялся за управление страной и проявил при этом умение. Скоро, однако, предался разврату и пьянству, из-за чего дела в ханстве быстро пришли в упадок; простые люди стонали от притеснений богатых, сосед шел на соседа, брат убивал брата. Люди стали браться за оружие, чтобы защитить себя и свое добро. Тимур, узнав об этом, послал Тохтамыша управлять улусом Узбека.

Тимур-Мелик , прослышав о Тохтамыше?1406, собрался с силами и выиграл у него 2 битвы, после чего стал предаваться прежним занятиям. Поскольку за спиной у Тохтамышем стоял грозный Тимур13701405, и победа Тохтамыша была уже предопределена: вельможи Тимур-Мелика стали переходить в стан Тохтамыша, в результате чего последний собрал огромное войско.

В 1376 г., накануне третьей битвы в местечке Каратал, к Тимур-Мелику присоединился царевич Ходжа-Мухаммед-Оглы, Шейбанид. Когда они уже на поле боя занялись расстановкой сил, царевич неожиданно воспротивился ранее выработанному плану; Тимур-Мелик заподозрил его в намерении перекинуться к Тохтамышу и приказал, казнить своего союзника. Тогда войско, приведенное к хану казненным царевичем; покинуло стан Тимур-Мелика . В завязавшейся битве его войско было разбито, Тимур-Мелик попал в плен к Тохтамышу и был казнен.