Puedes guardar las keys del objeto `datos`. Las keys serían las fechas y en el `map` con la key puedes acceder al objeto por key y asi acceder a los datos de ese objeto.

Para que te quede mas claro porque no se lo que estas intentando.

<!-- begin snippet: js hide: false console: true babel: false -->

<!-- language: lang-js -->

    const datos = {
        "3/06/20": {
            new_daily_cases: 2,
            new_daily_deaths: 0,
            total_cases: 3,
            total_deaths: 0,
            total_recovery: 1,
        },
        "3/07/20": {
            new_daily_cases: 2,
            new_daily_deaths: 0,
            total_cases: 1,
            total_deaths: 0,
            total_recovery: 1,
        },
        "3/08/20": {
            new_daily_cases: 2,
            new_daily_deaths: 0,
            total_cases: 0,
            total_deaths: 0,
            total_recovery: 1,
        },
    }

    const dias = Object.keys(datos);
    // como ves imprime los dias
    console.log(dias);
    // imprime casos por dia
    console.log('total_cases', dias.map((dia) => datos[dia].total_cases))

<!-- end snippet -->

```
//const datos = timelineitems && timelineitems[0];
// objeto de ejemplo

const datos = {
    "3/06/20": {
        new_daily_cases: 2,
        new_daily_deaths: 0,
        total_cases: 3,
        total_deaths: 0,
        total_recovery: 1,
    },
    "3/07/20": {
        new_daily_cases: 2,
        new_daily_deaths: 0,
        total_cases: 3,
        total_deaths: 0,
        total_recovery: 1,
    },
    "3/08/20": {
        new_daily_cases: 2,
        new_daily_deaths: 0,
        total_cases: 3,
        total_deaths: 0,
        total_recovery: 1,
    },
}
const dias = Object.keys(datos);
const chartOptions = {
    labels: dias,
    datasets: [
        {
            data: dias.map((dia) => datos[dia].total_cases),
            label: 'Infected',
            borderColor: '#3333ff',
            fill: true,
        },
        {
            // accedes la propiedad que quieras mostrar en la grafica
            data: dias.map((dia) => datos[dia].total_deaths),
            label: 'Deaths',
            borderColor: '#3333ff',
            fill: true,
        },
    ],
}

<Line
    data={chartOptions}
/>
```

Tienes que entender que `map` al fin al cabo es un `for-loop` pero en vez de recorrer los elementos de manera tradicional con el indice con `map` le pasa el `callback` que indica lo que quieres hacer con cada elemento del array.

Al final `map` siempre devuelve un array nuevo.
https://developer.mozilla.org/es/docs/Web/JavaScript/Referencia/Objetos_globales/Array/map