Thomas Neumann erhielt eine Schauspielausbildung von 1964 bis 1967 an der Staatlichen Schauspielschule Berlin-Niederschöneweide. Danach folgten Theaterengagements an den Bühnen am Mecklenburgischen Staatstheater Schwerin (1967–1969), am Brandenburger Theater (1969–1971), am Hans Otto Theater (1971–1977) und am Deutschen Theater Berlin (1982–2000). Seinen ersten Filmauftritt hatte er 1967 im DEFA-Film "Brennende Ruhr". Ab 2004 erlangte Neumann bundesweite Bekanntheit durch die Darstellung des Kleinganoven Hansen Hansen in der ZDF-Krimiserie "SOKO Wismar".