Народилася 21 листопада 1973 року місто Дніпропетровськ.
У 1995 році закінчила Дніпропетровський державний університет‚ управління трудовими ресурсами, економіст.
У 2004 році закінчила Дніпропетровський регіональний інститут державного управління Національної академії державного управління при Президентові України за спеціальністю «Державне управління», кваліфікація «Магістр державного управління».
Розлучена, має двох доньок.
У жовтні 1995 — січні 1996 року — інспекторка з економіки та кадрових питань‚ помічниця директора з економічних та кадрових питань орендного підприємства «Одяг» міста Дніпропетровськ.
У лютому — серпні 1997 року — інструкторка-спеціалістка ІІ категорії відділу з питань громадсько-політичної роботи управління громадських зв'язків виконавчого комітету Дніпропетровської міської ради.
У серпні — жовтні 1997 року — головна бухгалтерка – головна спеціалістка управління політики виконавчого комітету Дніпропетровської міської ради.
У жовтні 1997 — жовтні 2000 року — інженерка-спеціалістка І категорії управління платних послуг та побутового обслуговування населення виконавчого комітету Дніпропетровської міської ради.
У жовтні 2000 — жовтні 2002 року — заступниця керівника апарату Дніпропетровської обласної державної адміністрації.
У жовтні 2002 — серпні 2003 року — заступниця голови — керівник апарату Дніпропетровської обласної державної адміністрації.
У серпні 2003 — лютому 2004 року — заступниця голови Дніпропетровської обласної ради по виконавчому апарату.
У лютому 2004 — жовтні 2005 року — заступниця голови Дніпропетровської обласної ради по виконавчому апарату — завідувачка відділу з питань розвитку місцевого самоврядування та роботи з депутатами. У жовтні 2005 — березні 2006 року — заступниця голови Дніпропетровської обласної ради по виконавчому апарату — завідувачка відділу з питань розвитку місцевого самоврядування. У березні — серпні 2006 року — заступниця голови Дніпропетровської обласної ради по виконавчому апарату — начальниця відділу з питань розвитку місцевого самоврядування.
У серпні 2006 — листопаді 2007 року — керівниця апарату Дніпропетровської обласної державної адміністрації.
У листопаді 2007 — квітні 2010 року — заступниця голови — керівниця апарату Дніпропетровської обласної державної адміністрації.
У серпні — листопаді 2010 року — радниця Харківського міського голови з організаційних питань.
У листопаді 2010 — березні 2014 року — заступниця Харківського міського голови — керуюча справами виконавчого комітету Харківської міської ради.
У березні 2014 — квітні 2015 року — заступниця керівника апарату Дніпропетровської обласної державної адміністрації.
У квітні 2015 — січні 2018 року — заступниця голови — керівниця апарату Дніпропетровської обласної державної адміністрації.
У січні 2018 — листопаді 2020 року — керівниця апарату Дніпропетровської обласної державної адміністрації.
З 27 листопада 2020 року — голова Харківської обласної державної адміністрації.
11 серпня 2021 року Президент України Володимир Зеленський звільнив Айну Тимчук з поста голови Харківської обласної державної адміністрації (ОДА) згідно з поданою нею заявою.
Почесне звання “Заслужений економіст України”, відомча заохочувальна відзнака “Знак пошани” Управління державної служби спеціального зв’язку та захисту інформації України у Дніпропетровській області, Почесна відзнака голови Дніпропетровської обласної ради, 2008 р.; Орден княгині Ольги ІІІ ступеня, 2019 р.
12.08.2021