托马斯·桑斯特出生于1990年5月16日，同父母、妹妹居住在伦敦泰晤士河南畔。他的母亲Tasha Bertram是一位舞者和剧作家，曾和丈夫马克·桑斯特一起出演过几部BBC电视电影，桑斯特先生是一位演员和音乐人，曾在德国出演过音乐剧《狮子王》。托马斯·桑斯特也是著名英国演员休·格兰特的远房侄子，托马斯的曾外祖母和格兰特的祖母是一对姐妹。
2001年，托马斯首部作品是BBC的《Station Jim》。
2002年，在《Bobbie's Girl》中出演了一位女同性恋的侄子，在PAX有线频道推出根据真实故事改编的影片《相信奇迹》中，托马斯·桑斯特出演被诊断出患有晚期脑癌的9岁男孩Craig Shergold，他因为收到超过3500万张的祝福卡片而被载入世界吉尼斯大全并最终奇迹般地战胜了癌症；同年，其另一部主演的电视系列剧《Stig of the Dump》则是根据Clive King的儿童小说改编，讲述来祖母家过暑假的小男孩在废弃采石场里发现一位石器时代的洞穴人并和他成为朋友的故事。
2003年，《真爱至上》是他第一部在大银幕上上映的作品，他因为之前在电影《Station Jim》中的优秀表现被导演看中，并最终凭借连姆·尼森继子的角色一举成名，还获得了金卫星奖的年轻男演员奖提名。此后他在BBC改编自Nicky Singer首部儿童小说的电视剧《羽毛男孩》中担任主角，又在捷克工共和国拍摄的好莱坞古装影片《王者之心》中饰演了主角詹姆斯·弗兰科的少年时节；同年，托马斯还凭借着另一部电影《危情密码》获得了2003年蒙特卡罗电影节电视联系短剧部门的最佳男演员奖。
2005年，他主演的《魔法保姆麦克菲》上映，托马斯出演的是七个孩子中最大的西蒙。在2007年之前，他还在BBC长寿科幻剧集《Doctor Who》中亮相，主演的两部分《Human Nature》《The Family of Blood》分别于2007年5月和6月在BBC播出，此外托马斯还将为迪斯尼频道动画《Phineas and Ferb》中的Ferb配音。
2007年，托马斯同科林·费尔斯、本·金斯利一起出演《最后的兵团》。
2008年，17岁的托马斯·桑斯特确定在彼得·杰克逊和斯皮尔伯格执导的动作捕捉电影《丁丁历险记》三部曲中扮演主人公“丁丁”。
2009年，托马斯在约翰·列侬的传记片《无处的男孩》中扮演保罗·麦卡特尼。
2011年，托马斯参演了枪战喜剧片《贝城迪斯科》。
2013年，由托马斯·桑斯特主演讲述一名癌症男孩把自己幻想成超级英雄的影片《超级英雄之死》获得第10届爱尔兰电影电视学院奖最佳影片的提名。同年，他在《权力的游戏》第三季中亮相，饰演玖健·黎德。
2014年，托马斯·桑斯特参演的科幻冒险电影《移动迷宫》在美国上映，于10月28日登陆中国内地影院。托马斯·桑斯特在片中饰演的纽特，是第二个被送来迷宫的人，负责保护林间空地的土地与作物。
2018年，主演动作冒险电影《移动迷宫3：死亡解药》。
2020年，主演的电视剧《后翼弃兵》在美国首播。
后翼弃兵2020-10-23 饰演Benny 导演斯科特·弗兰克 主演安雅·泰勒-乔伊、比尔·坎普
无神2017 饰演Whitey Winn
权力的游戏2013 饰演玖健·黎德
殊途同归2012 饰演Jack
飞哥与小佛2007 饰演Ferb
神秘博士2007 饰演Tim Latimer
羽毛男孩2004 饰演Robert Nobel
Stig of the Dump2002 饰演Barney
移动迷宫3：死亡解药2018 饰演Newt
移动迷宫22015 饰演Newt
移动迷宫2014 饰演Newt 主演迪伦·奥布莱恩
贝城迪斯科2012 饰演Rob
最后的福隆2011 饰演Liam
刘易斯2011 饰演Adam Douglas
时而狗吠2010 饰演Casey
明亮的星2009 饰演Samuel Brawne
无处的男孩2009 饰演Paul McCartney
木偶奇遇记2008 饰演Lucignolo
最后的兵团2007 饰演Romulus Augustus
王者之心2006 饰演Young Tristan
魔法保姆麦克菲2005 饰演Simon Brown
希特勒：恶魔的复活2003 饰演Young Adolf Hitler
危情密码2003 饰演Thomas von Gall
真爱至上2003 饰演Sam
博比的女孩2002 饰演Alan Langham
火车站的吉姆2001 饰演Henry
相信奇迹2001 饰演Craig Shergold
2004 年轻男演员奖 真爱至上 （提名）
2008 Leading Young Performer 最后的兵团 （提名）
2007 Leading Young Actor 魔法保姆麦克菲 （提名）
2007 Best Young Ensemble in a Feature Film 魔法保姆麦克菲 （提名）
2004 Supporting Young Actor 真爱至上 （提名）
《真爱至上》中那个萌正太，第一次出演电影就获得金卫星奖年轻男演员奖提名。他喜欢皱着双眉用认真的眼神挑战一切。托马斯·桑斯特既有他的表演天赋，还有他的音乐天赋——《无处的男孩》中一段弹唱表演令人印象颇深，现实中的桑德斯也一直在自己母亲的Winnet乐队和一支名为"Day"的乐队中担任贝斯手，舞台魅力完全不逊色于他的演技。（时光网评）
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