Thomas Langmann naît le 24 mai 1971 à Paris. Fils de Anne-Marie Rassam et du réalisateur Claude Berri, il tourne pour la première fois devant la caméra de son père, dans le film Je vous aime. Le jeune acteur est nommé deux fois pour le césar du meilleur espoir masculin pour Les Années sandwiches et Paris s’éveille. Malgré son talent de comédien, il disparaît progressivement du grand écran pour se consacrer à la production.
Il crée sa propre société de production, La Petite Reine, et après avoir produit Le Boulet et Astérix aux Jeux olympiques, Thomas assure la distribution de The Artist de Michel Hazanavicius et remporte un Oscar en tant que producteur. En 2014, il collabore à nouveau avec Hazanavicius pour The Search.
Côté vie privée, Thomas Langmann est l’époux de la journaliste Céline Bosquet depuis juin 2013. Il a une fille prénommée Lou, née en 2002 d'une précédente union. Son frère Julien Rassam, également acteur, s’est suicidé en 2002.
