Han døde av kreft i mai 2009 etter et to-måneders sykeleie. 21. august 2009 ble han tildelt Amandaprisen 2009 for beste filmmanus for manuset til , en tildeling som fikk stående applaus. Familien til Thomas Nordseth-Tiller, ledet av broren og foreldrene Kari og Bjørn Nordseth, mottok Amandaprisen på vegne av Thomas. Aksel Hennie hyllet også Thomas i sin takketale da han selv mottok Amandaprisen for beste mannlige hovedrolle. Han vant også Kanonprisen 2008 i klassen beste manus for filmen og filmen vant totalt tolv priser under de to utdelingene.