RS Thomas nació en Cardiff,^[3]​ hijo único de Margaret (de soltera Davies) y Thomas Hubert Thomas.^[4]​  La familia se mudó a Holyhead en 1918 debido al trabajo de su padre en la Marina Mercante. En 1932, recibió una beca para estudiar en el University College of North Wales, donde estudió latín. En 1936, tras completar su formación teológica en el St Michael's College de Llandaff, fue ordenado sacerdote en la Iglesia Anglicana de Gales. De 1936 a 1940 fue coadjutor de Chirk, Denbighshire, donde conoció a su futura esposa, Mildred "Elsi" Eldridge, una artista inglesa. Posteriormente se convirtió en cura a cargo de Tallarn Green, Flintshire, como parte de sus funciones como cura de Hanmer, Wrexham.

En Hanmer, fue asistente del reverendo Thomas Meredith-Morris, Thomas nunca escribió mucho sobre sus curatos y no se sabe nada de su relación con Meredith-Morris.^[5]​

Thomas y Eldridge se casaron en 1940 y permanecieron juntos hasta la muerte de ella en 1991. Su hijo (Andreas), Gwydion, nació el 29 de agosto de 1945 y falleció el 15 de septiembre de 2016.^[6]​  La familia Thomas vivía con ingresos mínimos y carecía de las comodidades de la vida moderna, en gran parte por decisión propia. Uno de los pocos electrodomésticos que la familia tuvo, una aspiradora, fue rechazado porque Thomas pensó que era demasiado ruidoso.^[7]​

De 1942 a 1954, Thomas fue rector de la iglesia de San Miguel, en Manafon, cerca de Welshpool, en la zona rural de Montgomeryshire. Durante su estancia allí, comenzó a estudiar galés y publicó sus tres primeros volúmenes de poesía: The Stones of the Field (1946), An Acre of Land (1952) y The Minister (1953). La poesía de Thomas alcanzó un gran éxito con la publicación en 1955 de su cuarto libro, Song at the Year's Turning (Canción al final del año), una edición recopilada de sus tres primeros volúmenes. Este libro tuvo una excelente acogida y se inauguró con una introducción de Betjeman. Su posición también se vio reforzada por la obtención del Premio Heinemann de la Royal Society of Literature.

Thomas aprendió galés a los 30 años,^[7]​ demasiado tarde, según él, para poder escribir poesía en galés. En la década de 1960 trabajó en una comunidad predominantemente galesa y posteriormente escribió dos obras en prosa en galés: Neb (Nadie), una autobiografía irónica y reveladora escrita en tercera persona, y Blwyddyn yn Llŷn (Un año en Llŷn). En 1964 ganó la Medalla de oro de la Reina a la poesía. De 1967 a 1978 fue vicario de la iglesia de St Hywyn (construida en 1137) en Aberdaron, en el extremo occidental de la península de Llŷn.

Thomas se jubiló como clérigo en 1978. Él y su esposa se mudaron a Y Rhiw.^[8]​^[9]​ Libre de las restricciones eclesiásticas, pudo involucrarse más políticamente y se convirtió en un ferviente defensor del nacionalismo galés, aunque nunca apoyó al Plaid Cymru, ya que reconocía al Parlamento de Westminster y, por lo tanto, en su opinión, se quedaba corto en su oposición a Inglaterra.^[10]​

Thomas fue nominado al Premio Nobel de Literatura de 1996,^[11]​ cuya ganadora fue Wislawa Szymborska. Recibió el Premio Literario Lannan a la Trayectoria en 1996.^[12]​^[13]​

Thomas falleció el 25 de septiembre de 2000 a los 87 años en su casa de Pentrefelin, cerca de Criccieth. Le sobrevivió su segunda esposa, Elizabeth Vernon.  Estuvo enfermo de corazón y recibió tratamiento en Ysbyty Gwynedd, Bangor, hasta dos semanas antes de su fallecimiento.  Se celebró un acto conmemorativo en la Abadía de Westminster, en honor a su vida y poesía, con lecturas de Heaney, Andrew Motion, Gillian Clarke y John Burnside. Las cenizas de Thomas reposan cerca de la puerta de la iglesia de San Juan, en Porthmadog, Gwynedd.

• The Stones of the Field (1946)
• An Acre of Land (1952)
• Song at the Year's Turning (1955)
• Poetry for Supper (1958)
• Tares, [Corn-weed] (1961)
• The Bread of Truth (1963)
• Pietà (1966)
• Not That He Brought Flowers (1968)
• H'm (1972)
• Laboratories of the Spirit (1975)
• The Way of It (1977)
• Frequencies (1978)
• Between Here and Now (1981)
• Ingrowing Thoughts (1985)
• Experimenting with an Amen (1986)
• Welsh Airs (1987)
• The Echoes Return Slow (1988)
• Counterpoint (1990)
• Mass for Hard Times (1992)
• No Truce with the Furies (1995)
• Autobiographies (1997, Prosa)
• Residues (2002, posthum)

• Selección de poemas
• Artículo en Berliner Zeitung

• RS Thomas & ME Eldridge Poetry & Arts Festival
• Perfil en Poetry Foundation
• Obituario en “'The Guardian”'. 27 de septiembre de 2000
• «The Country Clergy»: un poema de R. S. Thomas de «TLS», 26 de febrero de 2008.
• «La agonía existencial de R. S. Thomas», por John Pikoulis y Martin Roberts en poetrymagazines.org.uk
• Centro de Estudios R. S. Thomas