Thomas Domingo est champion du monde des moins de 21 ans en 2006. La même année, il remporte le championnat de France Espoirs avec l'ASM Clermont Auvergne. En senior, il remporte le Challenge européen en 2007 avec Clermont (sans participer à la finale). Avec l'équipe de France, il réalise le Grand Chelem lors Tournoi des Six Nations 2010.