Томас Сангстер родился на южной окраине Лондона в 1990 году, где он сейчас и живёт с сестрой Авой, и родителями, актёрами Ташей и Марком Сангстерами. Его мать, актриса, снялась в нескольких фильмах BBC, в то время как его отец, который, кстати, был музыкантом, участвовал в мюзикле The Lion King. Он также является троюродным племянником Хью Гранта: его прабабушка, Барбара Бертрам, и бабушка Гранта были сестрами. Томас увлекается рисованием, теннисом, и скейтбордингом.
Его рост 1,79 м. Он является выпускником Pimlico School в Pimlico, Лондон.
Первая роль Томаса была в телевизионном фильме BBC, The Adventures of Station Jim. Впоследствии он сыграл ещё в нескольких телевизионных Фильмах, включая главную роль в Девушке Бобби и Открытки для чуда (основанной на истории Крейга Шерольда) а также в Stig of the Dump. Томас получил награду «Best Actor in a mini-series» в 2003 году на кинофестивале в Монтекарло за его роль в фильме Entrusted. Ещё одним фильмом BBC, в котором участвовал Сангстер, стал мини-телесериал 2004 года Мальчик в Перьях.
Фильм Реальная любовь, в котором он сыграл приёмного сына Лиама Нисона, был его первой ролью в большом кино. Для этой роли Томас учился играть на барабанах вместе со своим отцом. Он был номинирован на «Golden Satellite Award», «Phoenix Film Critics Society Awards» и «Young Artist Award» за роль в этом фильме.
В следующий раз Сангстер появился в адаптации новеллы Feather Boy а также сыграл юного Тристана в фильме Тристан и Изольда. В 2005 году Томас снялся в коммерчески успешном фильме Моя ужасная няня, в роли самого старшего из семи детей. А в следующем году получил «British Teen Choice Award».
В 2007 он появился в двух эпизодах («Человеческая Природа» и «Семейство Крови») третьего сезона сериала Доктор Кто. В тот же год он озвучил персонажа Ferb, в диснеевском мультсериалле Phineas and Ferb и снялся в фильме Последний Легион. В 2008 м году он участвовал вместе с Бобом Хоскинсом в съёмках фильма Пиноккио. Примерно в то же время Стивен Спилберг выбрал Томаса для роли Тинтина, однако из-за того что фильм был отложен, Сангстер не смог участвовать в его съёмках. В 2009 году он принял участие в съёмках фильма «Яркая Звезда», посвящённом взаимоотношениям поэта Джона Китса со своей возлюбленной. Тогда же Томаса утвердили на роль юного Пола Маккартни, в фильме «Мальчик из ниоткуда» — художественной биографической драме о юношеских годах Джона Леннона. Для этой роли ему пришлось практически заново учиться играть на гитаре, а всё потому, что Сангстер правша, а Маккартни левша. Фильм вышел на экраны в 2010 году.
В 2006 году Томас Броди Сангстер и его мать, Таша Бертрам, создали компанию Brodie Films, цель которой — создать возможности в киноиндустрии для новых британских талантов — инновационных сценаристов, актёров и режиссёров.