Nach seiner Karriere war Tomjanovich zunächst von 1983 bis 1992 Assistenztrainer der Rockets. Ab 1992 wurde er als Cheftrainer der Rockets engagiert und führte das Team 1994 und 1995 zu den ersten NBA-Meisterschaften der Vereinsgeschichte. Zwischen 1998 und 2000 trainierte Tomjanovich zudem die US-amerikanische Nationalmannschaft und führte diese bei der Basketball-Weltmeisterschaft 1998 zu Bronze und bei den Olympischen Spielen 2000 zur Goldmedaille.