Formé à Stuttgart, la seule équipe qu'il a connue depuis son adolescence. Le défenseur central allemand Timo Baumgartl est fidèle aux couleurs de son équipe, avec laquelle il a déjà joué en Bundesliga.
Entre les équipes de jeunes et la première équipe dans laquelle il joue depuis la saison 2014-15 et avec laquelle il n'a pas pu se maintenir en première division, Baumgartl est un vrai produit du club et un joueur clé de l'équipe.
C'est pourquoi, selon 'Kicker', à 23 ans, il pourrait faire ses adieux à l'équipe de sa vie pour devenir un nouveau renfort du PSV, qui serait prêt à payer environ dix millions d'euros pour s'attacher ses services.