Родился 1 апреля 1927 года в Мюнхене.
Актёрскому мастерству обучался в Мюнхене. Играть начал в городских театрах Шлезвига, Нюрнберга, Саарбрюкена и Кёльна. Первый большой успех пришел в берлинском Театре Шиллера. В 1961 году вернулся в родной Мюнхен, где играл вместе с Фрицем Кортнером. Затем работал в венском Бургтеатре, позже (по 1977 год) - играл в Гамбурге. C 1977 по 2001 годы Томас Хольцман работал в мюнхенском театре Münchner Kammerspiele.
Много снимался в кино и на телевидении.
Умер 4 января 2013 года. Жена - Густл Галенке - тоже актриса.