Thomas Hardmeier arbeitete von 1986 bis 1994 als Kameraassistent beim Französischen Film, bevor er mit der 1994 erschienenen Dokumentation "Das langsame Sterben des Sumatranashorns" als hauptverantwortlicher Kameramann debütierte. Anfangs arbeitete er sowohl in der Schweiz als auch in Frankreich und konzentrierte sich anschließend hauptsächlich auf Frankreich, wobei er zuletzt Filme wie "Komplizen", "22 Bullets" und "Small World" drehte. Für "Die Karte meiner Träume" gewann er 2014 einen César in der Kategorie Beste Kamera. Für Yves Saint Laurent erhielt er 2015 eine César-Nominierung (beste Kamera). Bei den Prix Lumières 2014 erhielt er die Auszeichnung für die Beste Kamera.