Nacido en Múnich, Alemania, Thomas Holtzmann cursó estudios teatrales en su ciudad natal. En el Ateliertheater de Múnich tuvo su primer papel de importancia, el de Jasón en Medea, de Jean Anouilh. A partir de entonces obtuvo compromisos en teatros de Schleswig, Núremberg, Saarbrücken y Colonia.

Holtzmann tuvo su primer éxito en 1959 en el Teatro Schiller de Berlín actuando en la obra de Edward Albee Historia del zoo. Su gran oportunidad llegó en 1961 con el drama Prinz Friedrich von Homburg oder die Schlacht bei Fehrbellin, de Heinrich von Kleist, bajo dirección de Boleslaw Barlog. El mismo año volvió a Múnich, trabajando mucho a partir de entonces con Fritz Kortner. Posteriormente ingresó en la compañía del Burgtheater de Viena, donde actuó en piezas como Las moscas, de Jean-Paul Sartre.

Bajo la dirección de Hans Lietzau, Holtzmann trabajó también en el Deutsches Schauspielhaus de Hamburgo, donde participó en piezas como Clavijo (1969) y Indianer (1970). En la temporada 1976/77 actuó de nuevo en dicho teatro, actuando en La tempestad, de William Shakespeare, y en Stella, de Goethe.

Entre 1977 y 2001 Holtzmann formó parte del Teatro de Cámara de Múnich. Allí obtuvo un gran éxito con el papel de Malvolio en la pieza de William Shakespeare Noche de reyes, siendo dirigido por Dieter Dorn. También actuó en la obra de Samuel Beckett Esperando a Godot, dirigido por George Tabori y acompañado por Peter Lühr. En 2001 se trasladó con Dorn y otros actores al Bayerisches Staatsschauspiel, donde actuó en El mercader de Venecia y en Final de partida.

Holtzmann actuó poco en el cine, pero sí frecuentó la televisión. Fue protagonista de la coproducción francoalemana Qui êtes-vous, Monsieur Sorge? (1961), así como del telefilm Die Wölfe, dirigido por Falk Harnack en 1963. En la serie televisiva criminal Der Kommissar participó en 1969 en el episodio Auf dem Stundenplan: Mord, bajo dirección de Theodor Grädler. En la miniserie Fabrik der Offiziere, basada en una novela de Hans Hellmut Kirst, encarnaba al General Modersohn. Además, actuó en varios episodios de la series Derrick y Der Alte, y en uno de Der Bulle von Tölz. Su último papel televisivo llegó en 2004 con una adaptación de la obra Tío Vania, de Antón Chéjov.

En sus últimos años se ocupó en lecturas, muchas de ellas para audiolibros. Su última aparición pública tuvo lugar el 27 de febrero de 2010 en el Teatro de Cuvilliés de Múnich, donde leyó, junto a su esposa, los diarios de Sofia y León Tolstói.^[1]​

Thomas Holtzmann falleció en Múnich en el año 2013. Desde 1956 había estado casado con la actriz Gustl Halenke.^[2]​

• 1988 : Botho Strauss: Bagatellen, dirección de Dieter Dorn (Westdeutscher Rundfunk)
• 1995 : Raoul Schrott/Klaus Buhlert: Hotels – Ein akustisches Triptychon, dirección de Klaus Buhlert/Raoul Schrott. BR
• 2003 : Marcel Proust: Combray, dirección de Ulrich Lampen. BR
• 2008 : Robert Hültner: Irmis Ehre, dirección de Ulrich Lampen. BR

• 1989 : Premio Fritz Kortner
• 1990 : Cruz de 1.ª clase de la Orden del Mérito de la República Federal de Alemania
• 1999 : Orden Bávara de Maximiliano para las ciencias y las artes
• 2003 : Premio de la Crítica Alemana junto a Rolf Boysen
• 2003 : Medalla de Oro de Honor de la Ciudad de Múnich
• 2009 : Gran Cruz de la Orden del Mérito de la República Federal de Alemania

• Hermann J. Huber: Langen Müller’s Schauspielerlexikon der Gegenwart. Deutschland. Österreich. Schweiz. Albert Langen • Georg Müller Verlag GmbH, Múnich • Viena 1986, ISBN 3-7844-2058-3, pág. 427
• Gerhard Stadelmaier (5 de enero de 2013). Frankfurter Allgemeine Zeitung, ed. Der König vom Reiche Wahnwitz. p. 34. 
• C. Bernd Sucher, Theaterzauberer, Schauspieler, 40 Porträts (1988). Thomas Holtzmann, Das Gesicht hinter der Maske. p. 110-117. ISBN 3-492-03125-0. 
• C. Bernd Sucher (ed.): Theaterlexikon. Autoren, Regisseure, Schauspieler, Dramaturgen, Bühnenbildner, Kritiker. Von Christine Dössel und Marietta Piekenbrock unter Mitwirkung von Jean-Claude Kuner und C. Bernd Sucher. 1995, Deutscher Taschenbuch Verlag, Múnich 1999, ISBN 3-423-03322-3, pág. 318
• Egbert Tholl, Süddeutsche Zeitung (5 de enero de 2013). sueddeutsche.de Es gibt nur gut oder schlecht. p. 13. 
• Kay Weniger: Das große Personenlexikon des Films. Die Schauspieler, Regisseure, Kameraleute, Produzenten, Komponisten, Drehbuchautoren, Filmarchitekten, Ausstatter, Kostümbildner, Cutter, Tontechniker, Maskenbildner und Special Effects Designer des 20. Jahrhunderts. Vol. 4: H – L. Botho Höfer – Richard Lester. Schwarzkopf & Schwarzkopf, Berlín 2001, ISBN 3-89602-340-3, pág. 42 f

• Esta obra contiene una traducción derivada de «Thomas Holtzmann» de Wikipedia en alemán, publicada por sus editores bajo la Licencia de documentación libre de GNU y la Licencia Creative Commons Atribución-CompartirIgual 4.0 Internacional.
• Thomas Holtzmann en Internet Movie Database (en inglés).
• Obituario en el Residenztheater
• Entrevista en la revista Theater Heute
• Obituario de Holtzmann (PDF; 285 kB)