Thomas begon zijn showbizz carrièrre voor de microfoon in plaats van een camera. Hij begon als radio dj en vervolgens werkte hij als voice-over. Nadat hij een rol had gespeeld in de onafhankelijk film "Stolen Moments" verhuisde Church naar Los Angeles om verder te werken aan zijn acteer carrièrre.

Na kleine rollen in films als 'Monkeybone' en '3000 Miles to Graceland' maakte Church zijn regisseursdebuut met de film 'Rolling Kansas' in 2003. Church besloot later om even te stoppen met films en keerde terug naar Texas. Wel deed hij werk als stemacteur voor reclames van Merrill Lynch en Icehouse Beer.

In 2003 gaf Alexander Payne, een goede vriend van Church, de acteur de rol van Jack in de film 'Sideways'. Hiermee hield Payne zijn woord, hij had Thomas beloofd hem een rol in zijn volgende film te geven. Dit leverde Church een IFP Independent Spirit Award op, en een nominatie voor de Academy Award voor Beste Mannelijke Bijrol.

In 2007 speelde Church de superschurk Sandman in de film 'Spider-Man 3'.

Imagine That

George Of The Jungle O.V.

Killer Joe

Are We Done Yet?

All About Steve

Smart People