Durante su adolescencia, Tom Ellis tocó la trompa en la Orquesta Juvenil de la Ciudad de Sheffield, y más tarde estudió Bellas Artes y Estudios dramáticos en el Royal Conservatoire of Scotland. Al inicio de su carrera, a principios de los 2000, Ellis participó en algunas películas para televisión, así como en la serie No angels, en donde interpretó el papel de Justyn en 2005 y 2006, y al año siguiente como Thomas Milligan en el final de la tercera entrega del exitoso programa de televisión de ciencia ficción BBC One, Doctor Who. Uno de sus primeros papeles más notables es Gary Preston en el exitoso programa de televisión Miranda, transmitido por la BBC junto a Miranda Hart de 2009 al 2015. En febrero de 2015, se anunció que Ellis fue elegido como Lucifer Morningstar en el drama televisivo de Fox Lucifer, basado en el cómic del mismo nombre. Gracias a este personaje fue nominado a un Premio Teens Choice a la Estrella revelación en el 2016.