T. fon Betmans Holvegs dzimis Prūsijas politiķa un muižnieka Feliksa fon Betmana Holvega (Felix von Bethmann Hollweg) un viņa sievas, francūzietes Izabellas Frederikas Luīzes, dzimušas de Ružmo (Isabella Frédérique Louise de Rougemont), ģimenē. Bērnībā auga disciplinētajā vidē, kurā valdīja tēva priekštati par kārtību un atbildību. Vasaras bērnībā pavadīja pie mātes radiem Parīzē, kur agri iepazina franču kultūru, dzīvesveidu un te izbaudīja mājās trūkstošo brīvības sajūtu. Pamatizglītību apguva pie mājskolotāja. Turpmāk mācījās internāta tipa ģimnāzijā Šūlfortā (Landesschule Pforta), kur 1875. gadā noslēguma eksāmenos uzrādīja labākos rezultātus klasē. Tekoši runāja franciski un angliski. Studijas uzsāka Strasbūras Universitātē (Université de Strasbourg), drīz pārgāja studēt tieslietas Leipcigas Universitātē (Universität Leipzig), noslēguma eksāmenus 1879. gadā kārtoja Berlīnes Humbolta Universitātē (Humboldt-Universität zu Berlin). Pretēji tā laika tendencēm, nekļuva par kādas studentu korporācijas biedru, viņu neaizrāva arī militārās karjeras iespēja.

1889. gadā T. fon Betmans Holvegs salaulājās ar Prūsijas Landtāga augšpalātas deputāta un muižnieka meitu Martu Elīzi fon Fīlu (Martha Elisa von Pfuel). Laulībā dzimuši četri bērni.

Darba gaitas T. fon Betmans Holvegs uzsāka tūlīt pēc studiju eksāmenu nokārtošanas 1879. gadā. Vispirms strādāja Berlīnes tiesā par zemākā ranga ierēdni, bet 1884. gadā nokārtoja nepieciešamos turpmākos pārbaudījumus un 1885. gadā sāka strādāt Brandenburgas provinces pārvaldē Potsdamā. 1886. gadā viņš no savā tēva pārņēma landrāta posteni Brandenburgas Oberbarnimā. Šis notikums iezīmēja T. fon Betmana Holvega karjeras sākumu valsts pārvaldē. Viņš aktīvi un tieši pārstāvēja sev uzticēto teritoriju intereses, kas tam laikam bija neierasti. T. fon Betmans Holvegs pats apmeklēja ciematus, runāja ar visu sociālo slāņu iedzīvotājiem un tādējādi iemantoja atpazīstamību. Jau 1890. gadā dažādas vietējās partijas vēlējās viņu izvirzīt par Reihstāga deputāta kandidātu, tomēr tas neizdevās. 1899. gadā viņš kļuva par Brombergas administratīvā apgabala vadītāju un Brandenburgas provinces prezidentu.

21.03.1905. T. fon Betmanu Holvegu iecēla par Prūsijas iekšlietu ministru, bet 24.05.1907. – par Vācu Impērijas iekšlietu sekretāru (ekvivalents ministram) Bernharda fon Bīlova (Bernhard Heinrich Martin Karl von Bülow) valdībā. 07.07.1909. ķeizars Vilhelms II (Wilhelm II.) iecēla T. fon Betmanu Holvegu par imperiālo kancleru. Vācu Impērijas valdības vadītāja amatā T. fon Betmans Holvegs bija liberālo uzskatu piekritējs. Mēģināja panākt politiskās spriedzes mazinājumu starp sociāldemokrātiem un konservatīvajiem, kā arī ieviest plašākas demokrātijas normas Prūsijas vēlēšanu likumā. Ārpolitikā viņš galveno nozīmi piešķīra līdzsvarotām attiecībām ar Lielbritāniju, īpaši kara flotes paplašināšanas un modernizācijas jautājumā. T. fon Betmana Holvega laikā turpinājās Vācu Impērijas sāncensība ar Franciju Ziemeļāfrikas reģionā – 1911. gadā notika Otrā Marokas krīze. Krīzes atrisinājuma rezultātā Vācu Impērija attiecās no Marokas un apmaiņā saņēma Jaunkamerūnu. Šādu krīzes atrisinājumu tolaik vācu sabiedrībā mēdza vērtēt kā nevajadzīgu piekāpšanos senajai ienaidniecei Francijai un tās aizstāvei Lielbritānijai.

Par spīti tam, ka T. fon Betmans Holvegs nebija kara kā politikas metodes piekritējs, viņa valdība turpināja darbu arī Pirmā pasaules kara laikā. 07.1914. T. fon Betmans Holvegs cerēja, ka samilzušo krīzi Balkānos būs iespējams atrisināt politiskā ceļā, bet drīz padevās vācu armijas ģenerālštāba prasībai domstarpību atrisināt militārā ceļā. 1916. gadā T. fon Betmans Holvegs centās panākt Amerikas Savienoto Valstu (ASV) neiesaistīšanos karā. Viņš apšaubīja nepieciešamību izvērst neierobežoto zemūdeņu karu, kas varētu provocēt ASV atbildes reakciju un nozīmētu vācu izredžu uz labvēlīgu kara iznākumu samazināšanos. Opozīcijā imperiālajam kancleram nostājās nacionālkonservatīvās aprindas, kā arī ietekmīgākā nacionālā organizācija Panģermāņu savienība (Alldeutscher Verband), kas iestājās par tālejošiem pārveidojumiem Eiropas kartē, tostarp, par ģermāņu apdzīvoto teritoriju un vēsturisko ietekmes sfēru apvienošanu federācijā. T. fon Betmanam Holvegam pārmeta pārlieku piesardzīgumu un neizlēmību gan pirmskara ārpolitikā un kara laika politikā, gan pārlieku simpatizēšanu sociāldemokrātiem.

Militārajās un nacionāli konservatīvajās aprindās T. fon Betmana Holvega popularitāte ievērojami kritās 1917. gada pavasarī, kad viņš Reihstāgā klāstīja nodomu īstenot demokrātiskas vēlēšanu likuma reformas Prūsijā. 1917. gada vasarā T. fon Betmans Holvegs atbalstīja ieilgušā kara izbeigšanu. Viņa atbalstītie miera principi paredzēja Beļģijas atbrīvošanu un Elzas un Lotringas atdošanu Francijai. Reihstāgs, tostarp arī ietekmīgie sociāldemokrāti un vācu armijas ģenerālštāba redzamākie pārstāvji Pauls fon Hindenburgs (Paul Ludwig Hans Anton von Beneckendorff und von Hindenburg) un Ērihs Lūdendorfs (Erich Ludendorff), neatbalstīja viņa izstrādātos miera noregulējuma principus un kuluāros pieprasīja T. fon Betmana Holvega atkāpšanos. Politiskā spiediena rezultātā 13.07.1917. T. fon Betmans Holvegs iesniedza atlūgumu un viņa vietā Vilhelms II iecēla jaunu imperiālo kancleru – līdz tam mazpazīstamo Georgu Mihaelisu (Georg Michaelis). Pēc atkāpšanās no imperiālā kanclera amata T. fon Betmans Holvegs atgriezās savā dzimtajā Hoenfinovā, kur nodarbojās ar lauksaimniecību un bija spiests dzīvot visai pieticīgos apstākļos. Te viņš rakstīja memuārus par pasaules kara norisi, bet šo darbu nepabeidza, jo ap 1920. gada Ziemassvētkiem saslima ar pneimoniju un mira gadu mijas naktī.

T. fon Betmanu Holvegu mēdz uzskatīt par liberālu politiķi, kurš nekad nerīkojās impulsīvi un netiecās pēc augstiem amatiem. Viņam bija tikai daži patiesi draugi kopš skolas gadiem, piemēram, draudzīgas attiecības viņš uzturēja ar vācbaltiešu izcelsmes kultūrvēsturnieku Volfgangu fon Etingenu (Wolfgang von Oettingen). T. fon Betmans Holvegs nebija pārāk sabiedrisks, drīzāk vientuļš, tādēļ laikabiedriem šķita, ka viņš ir augstprātīgs. Viņa valdības perioda novērtējums, īpaši kara gadi, nav bijis viennozīmīgs. T. fon Betmanu Holvegu kritizēja gan kreisie politiskie spēki, saredzot viņa darbībā balstu ķeizara autokrātijai, gan labējie, kuriem šķita, ka imperiālā kanclera liberālie uzskati grauj vācu nākotnes izredzes. 1919. gada vasarā Parīzes miera konferences norises laikā kara uzvarētāju – Antantes valstu – pārstāvji apsvēra iespēju saukt T. fon Betmanu Holvegu pie atbildības par pasaules kara izraisīšanu. 1919. gada rudenī arī Veimāras republikas Nacionālā sapulce apsūdzēja T. fon Betmanu Holvegu aneksionistiska kara plānos. Tomēr apsūdzības neguva plašu atbalstu, jo T. fon Betmana Holvega politikā nepārprotami lielu lomu bija ieņēmuši arī kara eskalācijas novēršanas mēģinājumi. Vācijas Impērijai neveiksmīgā Pirmā pasaules kara iznākuma un politiskās iekārtas maiņas dēļ sabiedrībai nebija visai skaidra T. fon Betmana Holvega pesonības vērtējuma, tādēļ, piemēram, viņš ir vienīgais imperiālais kanclers, kura vārdā nav nosaukta neviena iela Vācijas teritorijā.