Nach dem Besuch des elitären Cheltenham College absolvierte Thomson eine Offiziersausbildung an der Royal Military Academy Woolwich und trat nach deren Abschluss 1894 als Leutnant "(Second Lieutenant)" in das Ingenieurkorps "(Corps of Royal Engineers)" ein. Er nahm am Zweiten Matabelekrieg (März 1896 bis Oktober 1897) sowie von 1900 bis 1902 am Zweiten Burenkrieg teil. Er erhielt den Brevet-Rang als Major und war zu Beginn des Ersten Weltkrieges zwischen 1914 und 1915 Erster Generalstabsoffizier und von 1917 bis 1918 Kommandeur der Royal Engineers (CRE) der in Palästina eingesetzten 60. Division. Mit dieser nahm er unter anderem an der Schlacht von Beerscheba (31. Oktober 1917) sowie an der Schlacht um Jerusalem (17. November bis 30. Dezember 1917) teil. 1918 wurde er zum Brigadegeneral "(Brigadier)" befördert und mit dem Distinguished Service Order (DSO) ausgezeichnet. 1919 wurde er zum Commander des Order of the British Empire (CBE) erhoben und schied aus dem aktiven Militärdienst aus.