Né à Bordeaux, Thomas Dolié obtient une licence de géographie avant d’entrer au Conservatoire National de Région de Bordeaux, dans la classe d’Irène Jarsky. En avril 2000, il se présente à l’audition d’entrée du CNIPAL où il étudie durant les saisons 2000-2001 et 2001-2002 sous la direction notamment d’Yvonne Minton. Il fait ses débuts sur scène dans les choeurs de l’Opéra du Rhin, de l’Opéra de Tours et de l’Opéra de Bordeaux pour différentes productions lyriques. Il interprète le rôle du Pompier dans La Cantatrice Chauve de Luciano Chailly au CNR de Bordeaux et il participe ensuite à la création mondiale de Pascale Jakubowski : L’Ode à Mars.
En concert, Thomas Dolié a interprété Le Messie de Haendel et le Stabat Mater de Rossini, La Messe du Couronnement de Mozart, Le Silence de la Mer de Henri Tomasi avec l’Orchestre Lyrique de Région Avignon-Provence, dirigé par François-Xavier Bilger et avec l’Orchestre national d’Ile-de-France dans la cantate O Haupt voll Blut de Mendelssohn. Sa carrière prend un véritable essor lorsque Marc Minkowski l’invite à chanter Papageno dans Die Zauberflöte en concert à Montpellier. Il est en effet très vite invité par les opéras de Marseille, Strasbourg, Nancy, Avignon et Toulon pour chanter ce rôle sur scène.
Il aborde les rôle de Guglielmo dans Cosi fan Tutte à l’Opéra de Bordeaux, Figaro dans Nozze di Figaro à l’Opéra de Toulon. Il chante ensuite dans Les Boréades sous la direction de Marc Minkowski qui le fait se produire à l’Opéra de Lyon (Apollon) et à l’Opéra de Zurich (Adamas), il reprend cette œuvre à l’Opéra du Rhin (Adamas et Apollon). Il interprète Carmen (Moralès) et Madama Butterfly à l’Opéra d’Avignon, et plus récemment L'Enfant et les Sortilèges (L’Arbre et le Fauteuil) en tournée à Nantes, Rennes et Lille, dans une mise en scène de P. Caurier et M. Leiser, Sémélé de Marin Marais (Jupiter) avec le Concert Spirituel d’Hervé Niquet à Beaune, Montpellier et au Théâtre des Champs-Elysées, Cosi fan Tutte (Guglielmo) à Avignon, Pirame et Thisbée (Pirame) de Rebel et Francoeur à Nantes. En concert, on a pu l’entendre dans un programme de mélodies françaises et de Lied allemand lors une tournée en Amérique du Sud et dans Nuits d’Eté avec les Musiciens du Louvre dirigés par Marc Minkowski.
Parmi ses projets figurent A Midsummer nigth’s dream de Britten à Nancy, Caen et Toulon, Didon et Enée (Enée) et Carmen (Moralès) à l’Opéra de Bordeaux, la reprise de L’Enfant et les sortilèges en tournée notamment à Paris, Valence, Marseille, Carmen à Caen… On l’entendra également dans le Requiem de Fauré dans le cadre des Chorégies d’Orange. Il participe également à un enregistrement DVD de Cyrano de Bergerac d’Alfano au Festival de Radio France à Montpellier.