Pierwszy sukces w karierze Thomas Liese odniósł w 1985 roku, kiedy został mistrzem świata juniorów w drużynowym wyścigu na dochodzenie. Na rozgrywanych rok później mistrzostwach świata juniorów zdobył srebrny medal w tej samej konkurencji. Jego największym osiągnięciem jest jednak zdobycie wspólnie z Steffenem Blochwitzem, Carstenem Wolfem i Guido Fulstem w drużynowym wyścigu na dochodzenie podczas mistrzostw świata w Lyonie w 1989 roku. Startował także w wyścigach szosowych, wygrywając między innymi Niedersachsen-Rundfahrt w 1990 roku i Tour de Grèce w 1998 roku, a w 2002 roku był drugi w klasyfikacji generalnej Wyścigu Solidarności i Olimpijczyków. Ponadto zdobywał medale mistrzostw kraju, zarówno w kolarstwie torowym i szosowym, ale nigdy nie brał udziału igrzyskach olimpijskich.