Томас Зандерлинг родился в Новосибирске и вырос в Ленинграде. По окончании Средней специальной музыкальной школы учился дирижированию в восточно-берлинской Высшей школе музыки. В 24 года стал музыкальным директором Оперы Галле и самым молодым главным дирижером в ГДР. Сотрудничал с Венской государственной оперой, берлинскими Немецкой, Немецкой государственной и Комической операми, Баварской и Гамбургской государственными операми, Оперой Ниццы и Ла Фениче, Мариинским и Большим театрами. Дружил с Шостаковичем, осуществил немецкие премьеры 13-й и 14-й симфоний композитора, впервые записал ряд его сочинений (в частности Сюиту на стихи Микеланджело). Являлся музыкальным директором симфонического оркестра Осаки, выступал с Дрезденской государственной капеллой и оркестром лейпцигского Гевандхауса, симфоническим оркестром Баварского радио и Шотландским симфоническим оркестром Би-Би-Си, симфоническими оркестрами Вены и Балтимора, Королевскими филармоническими оркестрами Лондона, Ливерпуля и Стокгольма, ведущими российскими оркестрами (в том числе был главным приглашенным дирижером Национального филармонического оркестра России, с 2007 года – главный приглашенный дирижер Новосибирского академического симфонического оркестра). Записи (Deutsche Grammophon, Sony Classical International, Naxos, BIS, Chandos, Audite) отмечены премиями и высокими оценками критики. В 2009 году музыкант получил российское гражданство.