Tilo Schmitz wird am 6. Juli 1959 im sächsischen Radebeul geboren. Ab 1982 besucht er für vier Jahre die Schauspielschule Ernst Busch in deren Außenstelle Rostock. Im Anschluss und auch währenddessen spielt er Theater, u.a. in Annaberg-Buchholz und dann für drei Jahre am Staatstheater Cottbus.

Noch vor der Wende verlässt Tilo Schmitz die DDR und geht nach West-Berlin. Dort trifft er einen alten Kollegen mit dessen Frau er am Theater in Cottbus zusammengespielt hat und der mittlerweile als Synchronregisseur und -sprecher arbeitet. So kommt Tilo 1989 ebenfalls zum Synchron. Dank seiner kräftigen Bassstimme und seines Talents kommt er gut ins Geschäft. So ist er auch schon 1990 das erste Mal im Spencer/Hill-Universum zu hören. Im Pilotfilm von Lucky Luke spricht er einen Kartenspieler und auch in der anschließenden Serie ist er in weiteren Rollen zu hören.

Im Jahr 1995 besetzt Rainer Brandt Tilo Schmitz in der Rolle von Bud Spencers Filmsohn Bambino in der deutschen Fassung von Trinity und Babyface - Vier Fäuste gehen zum Teufel, dem dritten Trinty-Film von Regisseur E.B. Clucher. Schmitz tritt hier das erste Mal in die Fußstapfen von Wolfgang Hess, der diese Rolle in den Vorgängern Die rechte und die linke Hand des Teufels und Vier Fäuste für ein Halleluja sprach.

Seine bekanntesten Rollen werden aber andere. So wird er z.B. zur deutschen Stammstimme von Ving Rhames (u.a. "Pulp Fiction", "Con Air" und die "Mission: Impossible"-Reihe), Ron Perlman (u.a. "Alien - Die Wiedergeburt", "Hellboy", "Phantastische Tierwesen und wo sie zu finden sind" und "Transformers: Aufstieg der Bestien") und Dave Bautista (u.a. "Dune", "Glass Onion" und "Knock at the Cabin"), aber auch das legendäre "Das ist Sparta!" im Film "300" erklingt mit seiner Stimme.

Darüber hinaus ist Tilo auch in vielen Zeichentrick- und Animationsfilmen zu hören. So spricht er zum Beispiel I-Aah aus "Winnie Puuh", Mickeys Gegenspieler "Kater Karlo", Yosemite Sam in "Looney Tunes", Obelix in "Asterix und die Wikinger" und Wickies Vater Halvar in "Wickie und die starken Männer". In vielen dieser Kinderserien wird auch gesungen, was Tilo in seinem Rollen ebenfalls selbst übernimmt und woran er nach eigenen Angaben viel Spaß hat.

Die Stimme von Tilo Schmitz ist aber nicht nur in Kino- und Fernsehserien präsent. Er spricht auch Werbespots (u.a. Wodka Gorbatschow, Radeberger) und spricht als Station-Voice für verschiedene Radio- und Fernsehsender Trailer und Dokumentationen (u.a. ProSieben, Sat.1, N24). Und schon früh spricht Tilo auch in Hörspielen mit. So ist er beispielsweise in den Serien "Offenbarung 23" und "Goldagengarden" zu hören, aber als Gastsprecher auch in den Klassikern "Die drei Fragezeichen", "TKKG" oder "Fünf Freunde". Und auch in Computerspielen ist Tilo im Laufe seiner Karriere oft zu hören, zum Beispiel als Titelheld Ben im LucasArts-Adventure "Vollgas", oder auch in "Assassin's Creed Valhalla" und in den Star Wars-Spielen "Jedi Knight 2" und "The Old Republic".

Ein Computerspiel ist es auch, dass Tilo Schmitz 2021 erneut mit dem Spencer/Hill-Universum in Berührung bringt. Er sagt zu im kommenden Spiel "Slaps and Beans 2" die Figur des Bud Spencer zu sprechen. Im gleichen Jahr spricht Tilo für das Bud-Spencer-Museum in Berlin den Audioguide ein und fungiert als Erzählstimme für die dort laufende Dokumentation über Bud Spencer und spricht auch einige Trailer für das Museum ein. Seit 2022 ist er zudem auch in der deutschen Fassung der Terence-Hill-Serie Don Matteo zu hören, in der er die zweite Hauptrolle der Serie spricht, den von Nino Frassica gespielten Maresciallo Cecchini. Als im Jahr 2023 auch endlich Bud Spencers letzte TV-Serie Ein Koch für alle Fälle aus dem Jahr 2010 synchronisiert wird, fällt die Wahl des Sprechers für Bud Spencer ebenfalls auf Tilo Schmitz. In den elf Episoden der Serie spricht er den von Bud Spencer gespielten Koch Carlo Banci.