Thomas Barth nahm zehnmal, von 1980 bis 1989, an der Internationalen Friedensfahrt teil, dem damals bedeutendsten Amateur-Etappenrennen. Seine beste Gesamtplatzierung gelang ihm dort 1982 mit dem vierten Rang. 1984 gewann er die 7. Etappe. 1983 belegte er Platz vier im Einzelfahren der Radsport-Weltmeisterschaften in Altenrhein. 1982 gewann er zusammen mit Falk Boden, Jörg Köhler, Lutz Lötzsch, Olaf Ludwig und Andreas Petermann die Mannschaftswertung der Friedensfahrt. Dafür wurde die Mannschaft zu DDR-Sportlern des Jahres gewählt. Charakteristisch war seine mannschaftsdienliche Fahrweise. So verhalf er Bernd Drogan und Uwe Ampler 1982 beziehungsweise 1986 zum Gewinn des Weltmeistertitels im Straßeneinzel-Rennen der Amateure. In der DDR gewann er 1988 mit Rund um die Braunkohle eines der traditionsreichsten Radrennen. Die Belgien-Rundfahrt für Amateure gewann er 1989. 1983 startete er bei den UCI-Straßen-Weltmeisterschaften und wurde als Vierter im Straßenrennen der Amateure klassiert.