Thomas Gibson nació el 3 de julio de 1962 en Charleston, Carolina del Sur. Su madre era trabajadora social y su padre era un abogado y demócrata liberal que prestó servicios en el Senado y la Cámara de Representantes de Carolina del Sur. El actor y director comenzó su carrera en las artes escénicas a los diez años, cuando participó en producciones teatrales para niños. Actuó y estudió en el Little Theatre School y protagonizó su primera obra en 1973.
Seis años más tarde, después de graduarse en el Bishop England High School, Thomas Gibson asistió al College of Charleston y se convirtió en pasante en el festival llamado Alabama Shakespeare, donde se le animó a inscribirse en la famosa Julliard School. Después de un año y medio en Charleston, ganó una beca para la División de Arte Dramático de Juilliard, graduándose así en Bellas Artes.
El intérprete hizo su debut en un escenario profesional en 1985 con 'David Hare's A Map of the World', en el Festival de Shakespeare de Nueva York. Fue la primera de muchas obras que haría para el productor Joe Papp. Durante los siguientes años, trabajó en Broadway construyendo un impresionante y variado resumen de obras. La primera aparición de Gibson en televisión fue en 1987, en un papel invitado en 'Leg Work' . En 1992, Gibson hizo su debut en la gran pantalla en 'Far and Away'.
Un año más tarde se casaba con Christine Gibson, con la que tuvo tres hijos : James Parker, Travis Carter y Agatha Marie. De 1997 a 2002, Thomas Gibson interpretó a Greg Montgomery en la comedia de ABC 'Dharma & Greg', por la cual fue nominado dos veces para un premio Golden Globe. Después, apareció en varias películas de televisión. Tres años más tarde, el actor fue elegido para desempeñar el papel de Agente Especial Supervisor, concretamente Jefe de la Unidad del Equipo de Análisis de Comportamiento para la serie 'Mentes Criminales' de la CBS.
En 2010, el actor tuvo un altercado y empujó a un ayudante de dirección, situación que le va a traer problemas posteriormente. En 2011, Thomas Gibson y su esposa se separan y dos años más tarde, es declarado culpable por conducir bajo los efectos del alcohol, sumando más antecedentes y episodios conflictivos a su carrera. No es hasta el 2014 cuando el director y su esposa piden el divorcio oficialmente, que no finaliza hasta el 14 de febrero de 2018.
El 11 de agosto de 2016, el actor fue despedido, después de haber aparecido en dos episodios de la duodécima temporada de 'Mentes Criminales', por tener un altercado en el set con un escritor y productor al que le dio una patada en la pierna. Más tarde pidió disculpas justificándose en que el conflicto surgió por las diferencias creativas en un episodio que estaba dirigiendo. No era la primera vez que Thomas Gibson dirigía un episodio, pues previamente había dirigido seis desde 2013. Al día siguiente, ABC Studios y CBS Television Studios publicaron un comunicado en el que anunciaban que el contrato de Gibson con la serie había sido cancelado. Las situaciones conflictivas que había tenido anteriormente influyeron en su despido.
Con los años, Thomas Gibson ha demostrado ser un actor versátil que ha aparecido en una amplia gama de papeles dramáticos y cómicos en televisión, cine y teatro. Dentro de sus todas sus interpretaciones, las más significativas fueron 'Chicago Hope', 'Dharma & Greg' y 'Mentes criminales'. El actor disfruta jugando al golf y participa en eventos relacionados con este deporte.