Tilmann Büning wurde 1968 in Bergen auf Rügen geboren und erhielt seinen ersten Violinunterricht im Alter von sieben Jahren am Robert-Schumann- Konservatorium in Zwickau.
Noch während seines Studiums an der Hochschule für Musik „Felix Mendelssohn Bartholdy“ in Leipzig, welches er 1990 in den Fächern Violine und Kammermusik bei Prof. Gerhard Bosse und Prof. Karl Suske erfolgreich abschloss, wurde er als Konzertmeister der 2. Violinen am Gewandhaus zu Leipzig engagiert.
Seine intensive Beschäftigung mit der Kammermusik führte 1988 zur Gründung des Leipziger Streichquartettes , dessen Mitglied er bis heute ist.
Nach Quartettstudien bei Hatto Beyerle, Walter Levin und dem Amadeus Quartet und nach zahlreichen Preisen bei internationalen Wettbewerben - darunter 1991 beim renommierten ARD-Wettbewerb - widmete er sich ab 1993 ausschließlich der Kammermusik.

Es folgten eine rege internationale Konzerttätigkeit in Europa, Nord- und Südamerika, Australien, Asien und Afrika, regelmäßige Einladungen zu Festivals im In-und Ausland sowie ca. 100 CD-Einspielungen, welche mit zahlreichen Schallplattenpreisen wie dem Diapason d` Or, dem Premios CD-Compact, dem Indie Award und mehreren Echo-Klassik’s geehrt wurden.
Tilmann Büning unterrichtete bei internationalen Kammermusik-Meisterkursen in Europa, Kanada, Mexico, den USA und Japan; 2009 - 2012 hatte er eine Gastprofessur an der Tokio University of the Arts inne.
In den letzten Jahren wirkte er verstärkt an Orchesterprojekten u.a. mit dem Mahler Chamber Orchestra, dem Orchestra Mozart und dem Lucerne Festival Orchestra mit.
Seit 2020 ist Tilmann Büning festes Mitglied der Sächsischen Staatskapelle Dresden.