Ukończył z wyróżnieniem Akademię Muzyczną w Lubece. Jeszcze na studiach zdobył nagrody w s’Hertogenbosch, na berlińskim konkursie VDMK i w konkursie im. Walthera Grunera w Londynie. Studia muzyczne kontynuował u Anny Reynolds, z którą pracuje do dziś. Po wygaśnięciu kontraktów w Bremie i Mannheim został członkiem Opery w Bonn. Od roku 1997 Thomas Mohr pracuje na własną rękę. Jest częstym gościem najważniejszych sal koncertowych i najsławniejszych teatrów operowych świata, takich jak Opera Bawarska w Monachium, Opera w Zurychu i drezdeńska Semperoper. Występował z wybitnymi dyrygentami, w tym z Kentem Nagano, Nikolausem Harnoncourtem, Gerdem Albrechtem, Lorinem Maazelem, Leonardem Slatkinem, Antonio Pappano, Christophem von Dohnányi, Rafaelem Frühbeckiem de Burgos, Bernhardem Klee, sir Georgiem Soltim i Zubinem Mehtą. Od debiutu z Los Angeles Philharmonic (2000) jest zapraszany na występy w Kammerphilharmonie w Bremie, z Orkiestrą Symfoniczną Radia Bawarskiego, Boston Symphony i na Festiwal w Tanglewood. Ostatnio zmienił kategorię głosu, występując w sezonie 2005/6 jako Siegmund i Idomeneo, udanie zadebiutował w roli Parsifala w Erfurcie. Obecnie śpiewa partię Danila w nowym wystawieniu Wesołej wdówki; wkrótce też wystąpi w roli Eisensteina w Operze Bawarskiej w Monachium oraz jako Maks w nowej inscenizacji Wolnego strzelca w Kolonii (2007). Od 2002/2003 jest profesorem zwyczajnym śpiewu w Akademii Sztuk w Bremie.