Ол 1900 жылы Верныйдағы ер балалар гимназиясын алтын медальмен бітірді.
Гимназияда оқып жүргенде Тынышбаев өзінің ізденімпаздығымен, жан-жақтылығымен ерекшеленіп, 1899 жылы Верный қаласында өткен А.Пушкиннің 100 жылдық мерейтойында баяндама жасады. Гимназия директоры Жетісу облыстық әскери губернаторына жолдаған өтінішінде Тынышбаевты «тамаша шәкірт қана емес, нағыз талант иесі» екендігін мәлімдеп, жоғары оқу орнында білім алуына арнайы стипендия бөлуді сұраған. 1900 жылы Жол қатынасы институтына түсіп, 1906 жылы бітіреді. Студент кезінде қоғамдық-саяси өмірге белсене араласып, баспасөз беттерінде отарлық билікті сынайтын мақалалар жазып, патша өкіметінің жүргізіп отырған саясатына қарсы үгіт-насихат жүргізеді. Патша өкіметіне қарсы опозициядағы партиялардың ұйымдастырған іс-шараларына қатысады. 1905 жылы қарашада автономияшылдар одағы ұйымының ұйымдастыруымен өткен съезге қатысып, сөз сөйлейді. Ол өз сөзінде патша өкіметінің қазақ жерінде жүргізіп отырған отаршылдық саясатын айыптай отырып, ендігі уақытта ұлттық езгідегі халықтарға автономия берілуін талап етеді. Институтты бітірген соң инженер-маман ретінде Орта Азия темір жолы құрылысына жіберіледі. 1907 жылы екінші Мемлекеттік думаға депутат болып сайланып, онда аграрлық комиссия құрамында қызмет етеді. Дума таратылған соң Орта Азия темір жолы құрылысына айрықша өкілетті нұсқаушы-инженер болып тағайындалып, Әмудария өзені арқылы өтетін көпірді салуға қатысады. 1911 жылы Урсатьевск — Әндіжан темір жолы құрылысының бастығы әрі бас инженері, 1914 жылы Арыс — Әулиеата темір жолы құрылысының бас инженері қызметтерін атқарады. Қоғам қайраткері 1916 жылғы маусымының 25-індегі патша жарлығына қарсы шыққан халық көтерілісінің салдарын күні бұрын болжап, көтерілісшілерді сабырлыққа шақырады. Патша өкіметінің жергілікті билік орындарының көтеріліске шыққан қазақтар мен қырғыздарды жазалауда жасаған озбырлығын әшкерелеуде белсенділік танытады. 1917 жылғы, Ақпан төңкерісінен кейін Тынышаев Уақытша үкіметтің Түркістан комитеті құрамына мүше болып тағайындалады. Уақытша үкіметтің Түркістан комитетінің мүшесі ретінде Жетісу облысындағы 1916 жылы Қытайға ауып кеткен қазақ-қырғыз босқындарына көмек көрсетуді ұйымдастырады. Бірінші жалпықазақ съезіне қатысып, онда Бүкілресейлік Құрылтай жиналысына депутаттыққа кандидат ретінде ұсынылады. Түркістан өлкесі мұсылмандарының төртінші съезіне қатысып, онда құрылған Түркістан автономиясы Уақытша үкіметінің төрағасы және Ішкі істер министрі болып сайланады. Бірақ көп ұзамай бұл қызметтерінен бас тартады. Екінші жалпықазақ съезінде Алашорда үкіметінің құрамына сайланады. Тынышбаев Алаш қозғалысы қайраткерлерімен бірге қазақ елінің дербестігін қалпына келтіруге, елдің амандығын сақтауға күш салады. Ол осы мақсатта Ә.Бөкейханов, Х.Ғаббасов, Р.Мәрсеков, Ғ.Танашев секілді Алашорда үкіметі мүшелерімен бірге Уақытша Сібір үкіметімен, Бүкілресейлік Құрылтай жиналысы мүшелері комитетімен және Колчак үкіметімен келіссөздер жүргізуге қатысады. 1920 жылы қазанның 1-інде Ташкент қаласында ашылған Қазақ халық ағарту институтына қызметке орналасып, осы оқу орнының аяғынан тік тұрып кетуіне көп еңбек сіңіреді. Институт үшін ел арасынан қаржылай көмек жинауды ұйымдастырып, осы оқу орнында білім алу үшін Сырдария мен Жетісу облыстарынан қазақ жастарын жинастырады. Аталмыш білім ордасында математика, физика, химия, түркі халықтары тарихы пәндерінен дәріс оқиды. Тынышбаев сонымен бірге ғылыми жұмыспен-де белсене айналысты. Ол Орыс география қоғамы Түркістан бөлімінің, Қазақстанды зерттеу қоғамының, «Талап» ұйымының мүшесі болды. «Түркістан ұлттық бірлігі» ұйымының қызметіне ат салысады. Халқымыздың тарихының күрделі, бұрын зерттелмеген кезеңдеріне арнап, дереккөздері бай, ғылыми тұрғыдан негізделген іргелі еңбектер жазады. Оның тарихты терең түсіне білгендігі, зерттеушілігі, қазақ халқының өміріне, кейінгі тағдырына әсер еткен ірі оқиғаларды түпқазық етіп алып, жүйелі түрде қарастыруынан байқалады. Бұл пікірге Тынышбаев еңбектеріндегі «Қырғыз-қазақ руларының шежіресі», «Қырғыз-қазақтың шығу тегі», «Қазақ этнонимі туралы», «Алтын орданың күйреуі және Қазақ хандығының құрылу тарихы», «Ақтабан шұбырынды» секілді, т.б. тақырыптағы еңбектері дәлел бола алады. Қазақ тарихының көне дәуірі, орта ғасырлар кезеңі, жаңа заманы ретінде жеке қарастыратын күрделі мәселелерді кеңінен қамтуға талпынысы тарихшы-ғалымның өзіндік қалыптасқан тарихи көзқарасы бар екендігін, аңғартады. Сонымен қатар еңбектері ұлттық мүдде тұрғысында жазылуымен ерекшеленеді. Ол қандай да бір халықтың тарихын жазу үшін сол ұлттың тілін, салт-дәстүрін, мәдениетін жетік меңгеру керек деген приципті берік ұстанған және бұл приципті өзге зерттеушілердің де ұстауын талап етеді. Тынышбаев 1922 жылдан Түркістан АКСР-і Су шаруашылығы басқармасында, Ташкентте жер суландыру бөлімінде, Қызылорда қаласының құрылыс-жөндеу жұмыстарында, Жетісу губерниясы атқару комитетінің жол бөлімінде еңбек етіп, өзін білікті инженер-маман ретінде таныта білді. 1927 жылдан Түркістан — Сібір темір жолы құрылысында еңбек етті. Тынышбаевтың кәсіби шеберлігі Түрксіб құрылысын салу барысында айрықша танылды. Осы еңбектеріне қарамастан Тынышбаев кеңестік биліктің қуғын-сүргініне ұшырап, Түрксібті салып жатқан кезінде 1930 жылы тамыздың 3-інде тұтқынға алынады. Оған «тап жауы», «буржуазияшыл-ұлтшыл» деген айыптар тағылады. Кейінгі жылдары да үнем бақылауда болған ол, ақырында кеңестік саяси қуғын-сүргіннің құрбаны болды. Алматы қаласындағы Қазақ көлік және коммуникация академиясына, көшеге, Алматы облысы Сарқант ауданының бір ауылына Тынышбаев есімі берілді.
