Der Sänger Thomas Mohr absolvierte seine Ausbildung an der Musikhochschule Lübeck, wo er diplomierte und sein Konzertexamen mit Auszeichnung ablegte. Bereits während seines Studiums gewann er erste Preise beim "s'Hertogenbosch-Wettbewerb", dem VDMK-Wettbewerb in Berlin sowie beim Walther-Gruner-Wettbewerb in London. Weitere Studien führten ihn zu Anna Reynolds.
Seit 1997 ist Thomas Mohr freischaffend tätig. Seine rege Opern- und Konzerttätigkeit führt ihn in weltweit bedeutende Konzertsäle und an Opernhäuser wie die Bayerische Staatsoper München, das Opernhaus Zürich oder die Dresdner Semperoper. Thomas Mohr arbeitet mit so namhaften Dirigenten wie Kent Nagano, Nikolaus Harnoncourt, Gerd Albrecht, Lorin Maazel, Leonard Slatkin und Antonio Pappano sowie Christoph von Dohnányi, Rafael Frühbeck de Burgos, Bernhard Klee, Sir Georg Solti und Zubin Mehta zusammen. Nach seinem Debüt im Jahre 2000 mit dem Los Angeles Philharmonic Orchestra folgten Einladungen bei der Deutschen Kammerphilharmonie Bremen, dem Symphonieorchester des Bayerischen Rundfunks, dem Boston Symphony Orchestra und zum Festival in Tanglewood/USA.
Nach seinem Fachwechsel zum Heldentenor setzte Thomas Mohr seine internationale Karriere besonders im Wagnerfach fort.
So feierte er u.a. an der Kölner Oper große Erfolge als Idomeneo sowie als Siegmund. In den darauffolgenden Jahren folgten die vielbeachteten Debüts als Parsifal am Theater Erfurt, Max im "Freischütz" in Köln und St. Gallen sowie als Loge im "Rheingold" in Leipzig. Er gastierte u.a. als Parsifal in Malmö und Poznań, als Loge in Minden, als Siegmund beim „Ring Halle Ludwigshafen“ und in Freiburg und Dijon (für konzertante Aufführungen des 1. Aufzugs), aber auch in der Operette beispielsweise als Eisenstein und Danilo in München, Dresden u.a. 2016 debütierte der Sänger mit überwältigendem Erfolg als Siegfried in der Leipziger „Götterdämmerung“, 2017 erfolgte sein bejubeltes Debüt als Siegfried („Siegfried“) im Mindener Ring, in welchem er im darauffolgenden Jahr als Siegfried in der „Götterdämmerung“ zu erleben war und damit in allen Teilen des „Rings“ mitwirkte. Im Sommer 2019 folgte die zyklische Aufführung des kompletten „Rings“. Im Konzertbereich sang Thomas Mohr Beethovens 9. Sinfonie u.a. in Tokio, der Hamburger Laeiszhalle sowie auf Tournee mit dem Kammerorchester Basel, Mahlers „Lied von der Erde", Schönbergs „Gurre-Lieder", Pfitzners „Von deutscher Seele", Mendelssohns „Lobgesang“ sowie Orffs „Carmina burana".
Seit dem Wintersemester 2002/03 lehrt Thomas Mohr als ordentlicher Professor für Gesang an der Hochschule für Künste Bremen.