汤沐海原来摸琴键的手只能开关机器、搬送沉重的铁块。后来，他看到上海音乐学院招生便率先报名，第一关面临政审时，其父汤晓丹已被导演汤化达从五七干校调到了重拍《渡江侦察记》摄制组，政治问题从而幸得消除，儿子汤沐海通过了政审。经过严格考试，1973年汤沐海被上海音乐学院录取为作曲指挥系工农兵学员，开始接受正规音乐训练。毕业后，汤沐海在德国慕尼黑高等音乐学院指挥大师班深造，师从米歇尔·赫尔曼教授，并且曾随指挥大师伦纳德·伯恩斯坦、赫伯特·冯·卡拉扬学习和工作。1982年，卡拉扬邀汤沐海签约指挥柏林爱乐乐团1983