Thomas Brodie-Sangster nació el 16 de mayo de 1990 en la ciudad de Londres, ubicada en Inglaterra (Reino Unido), siendo el primer hijo de los también actores Mark Sangster y Tasha Bertram; tiene una hermana menor llamada Ava Sangster y es primo segundo del actor Hugh Grant.^[1]​

Poco se sabe de su infancia, pero desde joven, había mostrado cierto interés por las artes escénicas, en parte influenciado por el trabajo de sus padres y su familia en general.^[2]​ En 2001, con 11 años de edad, hizo su debut como actor apareciendo en telefilmes y cortometrajes hasta que en 2003 interpretó a Sam en la exitosa cinta Love Actually, con la cual obtuvo nominaciones en los Premios Satellite y los Premios Phoenix Film Critics Society.^[1]​^[3]​ En 2005, protagonizó el filme Nanny McPhee con el papel de Simon Brown, actuación que le valió una nominación a los Young Artist Awards como mejor actor protagonista joven.^[3]​ Al año siguiente, creó junto a su madre Brodie Films, una productora que buscaba nuevos talentos británicos, que iban desde guionistas hasta actores y directores.^[4]​ Thomas continuó desarrollando papeles menores y protagonizando pequeñas series hasta que en 2007 fue elegido para hacer la voz en inglés de Ferb Fletcher en la serie animada Phineas y Ferb, la cual más tarde se convirtió en un éxito.^[1]​

En 2009, apareció en los filmes Bright Star y Nowhere Boy interpretando a Samuel Brawne y a Paul McCartney, respectivamente; ambas actuaciones recibieron comentarios favorables por parte de la crítica. Dos años más tarde, prestó su voz para la primera película de Phineas y Ferb, titulada Phineas y Ferb: A través de la segunda dimensión, y también apareció en Death of a Superhero, un filme irlandés que fue aclamado por la crítica. Otras de sus actuaciones ese año incluyen una aparición en la serie británica Lewis y en las películas Hideaways y Albatross.^[1]​

En el 2013, el actor dio vida al personaje de Jojen Reed en la serie de televisión de HBO, Game of Thrones, apareciendo de forma recurrente entre la tercera y cuarta temporada. Tras su salida de la serie un año después, fue elegido para interpretar a Newt y formó parte del elenco principal de la película The Maze Runner (2014), adaptación cinematográfica de la novela homónima escrita por James Dashner.^[1]​ El filme se convirtió en un éxito al recaudar 340 millones de dólares estadounidenses y su actuación le valió una nominación a los Teen Choice Awards como actor de película revelación.^[5]​^[6]​^[7]​ Tras ello, volvió a interpretar a Newt en las dos secuelas de la película Maze Runner: The Scorch Trials (2015) y Maze Runner: The Death Cure (2018), que también tuvieron una buena recepción en taquilla.^[8]​

Por otra parte, interpretó a Rafe Sadler en la miniserie británica Wolf Hall, que recibió elogios de la crítica.^[9]​ También dio voz al personaje de John Tracy en la serie animada Thunderbirds Are Go, que se extendió por tres temporadas.^[10]​

En 2020, dio vida al personaje de Benny Watts en la miniserie Gambito de dama, producción de Netflix basada en la novela homónima. Su actuación recibió elogios de la crítica y logró una nominación a los Premios Primetime Emmy como mejor actor de reparto en una miniserie o telefilme.^[11]​

En julio de 2022 se hizo pública su relación con Talulah Riley, su compañera de reparto en Pistol.^[12]​ Un año después, en julio de 2023, se hizo público su compromiso.^[13]​

• Anexo:Reparto de Game of Thrones.

• Thomas Brodie-Sangster en Internet Movie Database (en inglés).