Родился 22 октября 1937 года в г.Перми. Русский.
В 1959 году окончил юридический факультет Пермского государственного университета. После окончания университета до 1961 года работал экспертом-криминалистом.
В 1961 году был приглашен на преподавательскую работу в Пермский университет.
В 1965 году поступил в аспирантуру юридического факультета МГУ, и окончил ее досрочно в 1966 году, защитив кандидатскую диссертацию на тему: "Нейтралитет в международном праве".
С 1966 года работал в Пермском государственном университете, пройдя путь от старшего преподавателя до декана юридического факультета университета. Читал лекции по международному праву и конституционному праву зарубежных стран.
В 1980 году в МГУ защитил докторскую диссертацию на тему "Принцип добросовестного соблюдения международных обязательств".
В 1990 году выдвинут коллективом Пермского университета кандидатом в народные депутаты РСФСР. Тиунов победил во втором туре голосования, набрав 50,07% голосов избирателей.
На I Съезде народных депутатов РСФСР был председателем рабочей группы по выработке Декларации о государственном суверенитете РСФСР. С 1990 года находится на постоянной работе в ВС РСФСР. Был председателем подкомитета Комитета ВС по международным делам и внешнеэкономическим связям. Член Конституционной комиссии РФ. Участвовал в разработке Регламента Съезда народных депутатов, законов РСФСР о гражданстве, об иностранных инвестициях, о международных договорах РСФСР.
В 1990-91 гг. - член депутатской группы "Коммунисты России" и депутатской фракции "Россия".
Состоял в КПСС до августа 1991 года. В сентябре 1990 избран членом ЦК КП РСФСР.
29 октября 1991 года в первом туре голосования избран судьей КС РФ (был выдвинут депутатской группой "Коммунисты России"). 30 октября сложил свои депутатские полномочия.
Доктор юридических наук, профессор.
Автор пяти монографий.
14 февраля 1995 включен в состав первой палаты КС. Возглавляет комиссию судей по международным связям Конституционного Суда РФ. Имеет постоянные научные связи с правоведами Нью-Йоркского и Сент-Луисского университетов (США), института Макса Планка (ФРГ). Выдвинул идею и принимал участие в первой в истории сотрудничества судов встрече - конференции судей и представителей Конституционных Судов России, ФРГ, Италии и Верховного Суда США (1995 г., Флоренция). Может объясняться на английском языке.
Имеет профессиональные навыки съемки видеокамерой, фотоаппаратурой, увлекается съемками сюжетов, связанных с достопримечательностями культуры и искусства. Со школьной скамьи увлекается джазовой музыкой, имеет коллекцию записей. Любит живопись, особенно старых итальянских мастеров, и произведения французских импрессионистов.
Женат, имеет дочь. Жена - Людмила Тиунова увлекается вязанием, любит выращивать цветы.