De Tijdlijn vertelt de geschiedenis van het museum en de collectie met veel aansprekende verhalen en een enorme rijkdom aan historische beelden. Het fascinerende verhaal van Anton en Helene Kröller-Müller, belangrijke momenten in de geschiedenis van het museum, de groei van de collectie, spraakmakende aankopen en tentoonstellingen, het is allemaal te vinden op de Tijdlijn. De Tijdlijn is in de basis chronologisch en volgt het perspectief van de opeenvolgende directeuren van het Kröller-Müller Museum, van Helene Kröller-Müller tot in de 21ste eeuw.
In 2017 werden de eerste twee verhaallijnen gelanceerd over oprichtster Helene Kröller-Müller en de oorlogsjaren waarin conservator Willy Auping een belangrijke rol speelt. Vervolgens zijn in 2018 en 2019 de periodes van Bram Hammacher, directeur van 1947 tot 1963 en van zijn opvolger Rudi Oxenaar, directeur van 1963 tot 1990 ontsloten. Bram Hammacher is verantwoordelijk voor de eerste uitbreiding van het museum met een beeldenzaal in 1956 gevolgd door de beeldentuin, die in 1961 werd geopend. Het museum werd met de beeldentuin een van de belangrijkste musea voor moderne beeldhouwkunst. Rudi Oxenaar liet een nieuwe vleugel bouwen, ontworpen door de Nederlandse architect Wim Quist. De glazen wanden van het gebouw leggen de nadruk op één van de uitgangspunten van het museum: het samengaan van kunst, natuur en architectuur.
De verhalen uit de periode van Evert van Straaten, directeur van 1990-2012, zijn vanaf begin 2020 online te vinden in de Tijdlijn. Onder zijn leiding werd het museum verzelfstandigd en kreeg het de naam 'Kröller-Müller Museum'.
De Tijdlijn is een levend geheel en is nooit af. Het onderzoek naar de collectie en naar de geschiedenis van het museum gaat door en levert telkens nieuwe informatie die via de Tijdlijn met het publiek wordt gedeeld.