Sümer Tilmaç, tam adıyla Sıtkı Kazım Sümer Tilmaç, 15 Temmuz 1948 tarihinde Malatya'da doğdu. Giritli bir memur baba ile Türkmenistan göçmeni memur bir annenin çocuğudur. 1964 yılında Arena Tiyatrosu'nda oyunculuğa başladı. 1968 yılında İstanbul Belediye Konservatuvarı'ndan mezun oldu.
Münir Özkul ve Gazanfer Özcan gibi sanatçıların öğrencisi olarak yetişti. Yaklaşık 60 tiyatro oyununda rol aldı. Tiyatro çalışmalarının yanı sıra 210'dan fazla filmde rol almıştır. 2002 yılında "Son" adlı filmdeki rolüyle en iyi yardımcı erkek oyuncu dalında 7. Sadri Alışık Ödülü'nü kazandı. 2005 yılında kendi yazdığı ve senaryosunda emeği olan "Ispanaktan Nağmeler" adlı filmde yönetmenlik de yaptığı gibi başrolde de oynamıştır.
Sümer Tilmaç, Antalya'nın Serik ilçesine bağlı Boğazkent beldesinde eşinin adını verdiği bir çiftlik kurdu. Sümer Tilmaç, 1989 yılında evlendiği 18 yıllık eşi Hatice Melek Konuk'tan 2007 yılında boşandı. İlk eşinden oğlu Kerem ve kızı Hande, ikinci eşi Nazan'dan ise oğlu Dehan adında çocukları vardı.
Antalya'da kültür turizminin hareketlenmesine yönelik Toroslar'da belgesel çekimi ve çadır yaptırma çalışmaları yapmış, yörük hayatının turizme kazandırılması için iki kıl çadır yaptırmıştır. Yıllardır Antalya'da yaşayan Tilmaç, İstanbul'a sadece film çekimleri için geliyordu. 2011 yılında Antalya-Manavgat otoyolu kenarındaki dinlenme tesislerinde işletme müdürlüğü yaptı.
Sümer Tilmaç, 12 Haziran 2015 tarihinde Sedat Peker ile Özge Peker çiftinin The Marmara Esma Sultan'daki düğününe katıldı. Düğünde kalp krizi geçirerek yere düştü; Liv Hospital Ulus Hastanesi'ne kaldırılmasına rağmen kurtarılamayarak hayatını kaybetti. Cenazesi 14 Haziran 2015'te Üsküdar Şakirin Camii'nde kılınan cenaze namazının ardından Karacaahmet Mezarlığı'na defnedildi.