Thorkildsen startet i 1981 Sørlandets Fysikalske Institutt Kristiansand A.S., sammen med Ola Grimsby, Øyvind Iglebekk, Gitle Kirkesola og Jo Østvold. Han er far til, og tidligere trener for spydkaster og olympisk mester, Andreas Thorkildsen. Han var tidligere gift med Andreas Thorkildsens mor, hekkeløperen Bente Amundsen. Tomm Thorkildsen har også han vært trener i Kristiansand IF for blant andre Dimitri Halseide, Marie Lindeberg og Grethe Kleggetveit, som alle har nådd gode resultater i spydkast.