Thomas Blondelle a étudié le chant, le piano, la composition et la musique de chambre au Conservatoire Stedelijk. Il décroche le premier prix au concours Axion Classics en 2001, le deuxième prix au concours de chant du Prix Jacques Dôme en 2002, le prix du Concours Viñas en 2005 et le deuxième prix au Concours Reine Elisabeth 2011 à Bruxelles. En 2003 il fait ses débuts au Théâtre Royal de la Monnaie, dans le rôle principal de Hans Scholl/Die Weiße Rose. Il se produit ensuite au Grand Théâtre de Luxembourg, au Vlaamse Opera, aux Opéras en plein air Paris avant de partir pour l'Allemagne en 2006.
Thomas est également librettiste et compositeur.