1968–74 Studium an der Akademie der bildenden Künste Wien bei Max Weiler, dessen Assistent er 1974–76 war. Thomas Stimm ist seit 1971 Mitglied der Gruppe GUM (L. Insam, J. Mende, Th. Stimm). Ab den 80er-Jahren beschäftigte der Künstler sich auch intensiv mit Ton und Keramik. Ab 1986 beginnt er, Blumen aus Ton herzustellen. Über die Bedeutung des Motivs der Blume sagt der Künstler: „Die Blume ist bei mir so etwas wie eine Visualisierung von Entfaltung, ein Vorgang, der auch bei uns Menschen eine ungeheure Bedeutung hat. Wir verbringen oft ein ganzes Leben damit, dieses ,Sich-öffnenʻ zu lernen. Dieses ungehemmte Öffnen einer so zarten Konstruktion wie der einer Blume und das darauffolgende farbige Blühen ist enorm."
Bei den von ihm gestalteten Objekten handelt es sich um mannshohe Blumenskulpturen aus Keramik oder Bronze, oder um großformatige, mit Bäumen bemalte Leinwände. Überdimensionierte Motive verzerren gewohnte Maßstäbe und versetzen Betrachter/innen in unterschiedliche Perspektiven. Die intensive Farbgebung sowie die Reduktion auf elementare Formen verleihen den Arbeiten eine intuitive Kraft. Ihre Unmittelbarkeit und bildnerische Originalität erinnert an traditionelle Volkskunst: „... mir liegen die (Hoch-)Kulturen des christlichen Abendlandes sehr fern. Ich fühle mich wie durch einen Tunnel mit den früheren Kulturen verbunden."
1995 erhielt Stimm eine Gastprofessur an der Kunsthochschule Bremen und ein Jahr später (1996) gründete er gemeinsam mit Uta Weber die Künstlergruppe SOYLENT GREEN. 1997 wurde er Lehrbeauftragter an der Claremont School of Art in Perth/Westaustralien und seit 2002 unterrichtet er an der Frankfurter Städelschule. 2004 wurde der Künstler mit dem Preis des Bundeskanzleramtes beim Salzburger Keramikpreis geehrt. 1983 stellte er in der Wiener Secession aus, und ein Jahr später im Museum of Modern Art in New York. 2008 waren 17 farbenfrohe und riesengroße Blumen, Blüten und Beeren vor dem MUMOK in Wien im Rahmen des Skulpturenprojekts „OUT SITE_01“ zu sehen und verströmten einen Hauch von Frühling. Dieser Blumengruß stand im spannenden Kontrast zur strengen Architektur des Museums.
Die konstante Auseinandersetzung mit Naturthemen ist bezeichnend für das Oeuvre von Stimm, der sich einerseits mit der Thematik der Naturentfremdung der modernen Gesellschaft beschäftigt und andererseits aufzeigt, wie Naturobjekte zu Kunstobjekten hochstilisiert werden. Seine Arbeiten waren unter anderem in Paris, London, Madrid, Holland und Los Angeles zu sehen.