2009年1月よりCSのカートゥーンネットワークで放送を開始した他、2009年夏に全国のローカル局ではフジテレビで放送されていた初期シリーズが再放送された。また、2018年3月現在、Amazonビデオでは第1シリーズから第15シリーズがプライム会員の見放題対象となっている他、AbemaTVやHulu、Netflixなどでもクラシックシリーズや第16シリーズなどの一部シリーズが配信されており、インターネットサービスを通した提供も充実しはじめている。
約1年間の放送休止期間を経て、2012年4月8日より、ヒット社と専属契約を結んだNHK Eテレが独立番組として放送開始。2017年現在、第14シリーズ以降の作品が放送されている。主要なキャスティングに変更はないが、NHKでの放送途中にトップハム・ハット卿役の声優・納谷六朗が死去したことに伴い田中完に交代したほか、アニーとクララベル役の声優が変わっている。また、2014年4月27日よりステレオ放送から二カ国語放送に変更され、字幕放送も実施されている。2015年12月には、NHK総合にてイギリスでの取材を基に原作者や汽車のえほんを紹介する特番が放送された。2012年4月から2016年3月までは毎週日曜朝7時から放送されていたが、2016年4月以降は毎週日曜夕方5時30分から放送されている。
以降の日本でのメディア展開はソニーCPが行うこととなる。2008年から第9シリーズが小学館集英社プロダクションが制作しテレビ東京系列にて放送されていた『のりスタ!』のコーナードラマとして放送が開始された。引き続きステレオ放送となっている。制作元と放映元の意向により、キャスティングが刷新されている。キャスティング協力は青二プロダクションに代わって81プロデュースが参加することとなる。フジテレビでの放送開始時同様、メインキャラクターも含め、キャスティングはオーディションにより決定された。『のりスタシリーズ』での放送は2011年まで継続。フジテレビでのポンキッキシリーズ終了時同様、親番組の番組改編を理由に地上波から姿を再度消すことになり、民放局でのシリーズ放送は最後となった。テレビ東京では前述の第9シリーズから、第12シリーズを除く第13シリーズまでの4シリーズを放送した。
2011年10月24日、アメリカの大手玩具メーカーマテル社がヒット・エンターテイメント社及び「きかんしゃトーマス」の権利を6億8000万ドル(約518億円)で買収したと発表する。それに伴い2年後に公開された長編8作目及び第17シリーズからヘッドライター（シリーズ構成）を始め製作陣が大きく変更された。CG製作会社もニトロゲン・スタジオからアーク・プロダクション（後に経営破綻によりカナダのジャムフィルド・トロント社に買収）に移り、第5シリーズ以来鉄道アドバイザーが復活した。長編8作目からヘッドライターに就いたアンドリュー・ブレナーは先述のマガジンシリーズ連載エピソードを手掛けた実績を持ち、いくつかの物語はクラシックシリーズ（第3シリーズなど）のエピソードの原案になっている。ブレナー自身が作品のファンであったことや、鉄道アドバイザーの再起用により、作品の雰囲気がクラシックシリーズに近いものとなり、第17シリーズ以降は原作を意識したストーリー展開や映像化が見送られていた原作エピソードの映像化、原作の設定に基づいた路線・ロケーションの登場など、原作を尊重した展開が行われた。新規キャラクターもモデルとなった車両の性能・経歴を考慮した設定が取り入れられるなど、実在車両の要素を巧く物語に取り入れている。2018年放送の第22シリーズより国際連合と連携し、レギュラーメンバーにアフリカ出身の女性機関車ニア、イギリス出身の女性機関車レベッカの2台を導入（これに伴いテレビシリーズ開始当初からレギュラーだったエドワードとヘンリーとトビーを準レギュラーに降格）、レギュラーキャラクターの男女比を4:3にすることでジェンダーバランスを調整し、トーマスが世界各国を周るエピソードを設けるなど、より国際的なコンテンツの成長を意識した展開が行われている。シーズン毎の詳しい変遷の解説は「きかんしゃトーマス シーズン毎制作史」を参照。
ヒックス・パシャ (Hicks Pasha) ことウィリアム・ヒックス (William Hicks, 1830年 - 1883年) 大佐はイギリスの軍人、1849年にボンベイ軍に仕官しインド大反乱の鎮圧に当たリ、1859年にはシトカ・ガットの戦闘で敢闘章 (Mentioned in Despatches) を受けた。1861年に大尉となり、1867年にアビシニア遠征 (1868 Expedition to Abyssinia) に派遣され、栄誉を受け、1880年に名誉大佐として退役した。ウラービー革命が鎮圧された第二次エジプト＝イギリス戦争の結果、ヒックスはヘディーヴ（副王#オスマン帝国）タウフィークにパシャに任命された。後のスーダンは1820年代からエジプトの侵攻を受けており、これに反発するマフディを名乗るムハンマド・アフマドの運動が1881年6月に白ナイルのアバー島で開始された。ヒックスはマフディ軍の制圧を依頼されていた。マフディ軍はヒジュラに準えてコルドファンのオベイドに遷都していた。ヒックスは司令官としてのパシャであったスレイマン・パシャ・ニアジと1883年にハルツームで交替した。エジプト軍はファッラーヒーン8000人を新たに徴集した。ヒックスは5000人を率いてマフディに呼応するセンナールやハルツームのダルヴィーシュを討った。11月、8000のエジプト兵とバシバズクと呼ばれる不正規騎兵1000人、クルップ砲4門、ノルデンフェルト機関砲6門を率いたエジプト軍は白ナイルのドゥエムからマフディ軍の討伐に向かい、目的地オベイドは遠征以前に陥落していたが、ダルフールを征服したスラティン・ベイことルドルフ・カール・フォン・スラティン (Rudolf Carl von Slatin) 救出のために作戦を続け、オベイドの南30マイルのシャイカーンでマフディ軍の待伏せにあい数百名を除き壊滅した。ヒックスの首はマフディのために持去られたという。