Thomas Stanley Holland nació el 1 de junio de 1996 en Kingston-upon-Thames, Inglaterra, Reino Unido. Asistió a la escuela Donhead y más tarde al Wimbledon College. Ingresó a la Escuela BRIT de Artes Escénicas y Tecnología y comenzó a tomar clases de baile en la Nifty Feet Dance School en Wimbledon. Su potencial fue descubierto por la coreógrafa Lynne Page cuando actuó con su escuela de danza en el Richmond Dance Festival 2006. En 2008 hizo su debut en Billy Elliot the Musical obteniendo excelentes críticas.

Participó en la película The Impossible y en la versión británica de la película de animación Arrietty. En 2012 interpretó el papel protagónico de Isaac en la película Cómo vivo ahora y recibió el Premio Hollywood Spotlight por su papel en The Impossible, el premio National Board of Review y la Mejor Actuación Juvenil del año en Nevada Critics Awards, entre muchos otros premios.

En 2015 fue elegido para interpretar el papel de Peter Parker / Spider-Man en las películas de Sony y Marvel. Interpretó el papel en Capitán América: Civil War (2016), en Spider-Man: Regreso a casa (2017) y muy pronto en Avengers: Infinity War.