Γεννήθηκε στο Λίμπεκ της Γερμανίας και ήταν Λουθηρανός, όπως ο πατέρας του, ο Τόμας Χάινριχ Μαν (Thomas Heinrich Mann). Η μητέρα του, Τζούλια ντι Σίλβα Μπρους από τη Βραζιλία ήταν γερμανικής καταγωγής και καθολική στο θρήσκευμα. Μετά τον θάνατο του πατέρα του το 1891 και το κλείσιμο της εταιρείας του, ο Τόμας Μαν και η οικογένειά του μετακόμισαν στο Μόναχο. Εκεί ο Τόμας Μαν τελείωσε το γυμνάσιο και σπούδασε ιστορία, οικονομικά, ιστορία της τέχνης και λογοτεχνία. Στο Μόναχο, όπου έζησε μέχρι το 1933, ξεκίνησε τη σταδιοδρομία του ως συγγραφέας, δημοσιεύοντας το πρώτο του διήγημα Der Kleine Herr Friedmann στο περιοδικόSimplicissimus το 1898. Το 1905 νυμφεύτηκε την Κάτια Πρινγκσχάιμ (Katia Pringsheim) και απέκτησαν έξι παιδιά (την Έρικα, τον Κλάους, τον Γκόλο, τη Μόνικα, την Ελίζαμπεθ και τον Μίχαελ), τα οποία αργότερα διακρίθηκαν στα γράμματα και στις τέχνες.

Κατά την άνοδο των Ναζί στην εξουσία στη Γερμανία το 1933, ο Τόμας Μαν με τη γυναίκα του βρίσκονταν στη Ζυρίχη. Ύστερα από προτροπή του γιου του Κλάους, δεν επέστρεψε στη Γερμανία, καθώς τα προηγούμενα χρόνια είχε ασκήσει έντονη κριτική στον Ναζισμό. Το 1936 πήρε την τσεχοσλοβακική υπηκοότητα και του αφαιρέθηκε η γερμανική. Το 1939έφυγε για τις Η.Π.Α., όπου δίδαξε στο πανεπιστήμιο Πρίνστον και πέντε χρόνια αργότερα απέκτησε την αμερικανική υπηκοότητα. Στην Ευρώπη επέστρεψε το 1952 και εγκαταστάθηκε στο Κίλχμπεργκ (Kilchberg) κοντά στη Ζυρίχη. Πέθανε το 1955.

Κατά τη διάρκεια του Πρώτου Παγκοσμίου Πολέμου ο Τόμας Μαν υποστήριζε τον Κάιζερ Γουλιέλμο Β΄ (Wilhelm ΙΙ) και ήταν αντίθετος με τον φιλελευθερισμό. Σταδιακά οι πολιτικές του θέσεις άλλαξαν, άρχισε να υποστηρίζει τον φιλελευθερισμό και τις δημοκρατικές αρχές, ενώ αργότερα εξέφρασε συμπάθεια προς τις σοσιαλιστικές ιδέες. Κατήγγειλε δημοσίως τον εθνικοσοσιαλισμό και ενεθάρρυνε την αντίσταση από την εργατική τάξη. Το 1930 έδωσε στο Βερολίνο μία διάλεξη (Έκκληση προς την λογική - Ein Appell an die Vernunft) με την οποία ζήτησε να συγκροτηθεί ένα κοινό μέτωπο καλλιεργημένων αστών-σοσιαλιστικής εργατικής τάξης ενάντια στη βαρβαρότητα του ναζισμού.

Τα βιβλία του Τόμας Μαν, σε αντίθεση με τα βιβλία του αδερφού του Χάινριχ και του γιου του Κλάους, δεν κάηκαν δημόσια από το ναζιστικό καθεστώς το 1933, ίσως επειδή οι Ναζί φοβήθηκαν τον αντίκτυπο που θα είχε η δημόσια καταστροφή των βιβλίων ενός συγγραφέα που είχε τιμηθεί με το Νόμπελ Λογοτεχνίας τέσσερα χρόνια νωρίτερα.