Thomas Sandell växte upp i Skellefteå. Han blev amfibiereservofficer 1981. Han tog arkitektexamen 1990 efter studier vid Kungliga Tekniska Högskolan i Stockholm. Därefter arbetade han bl.a. på Jan Henrikssons Arkitektkontor.

År 1990 grundade han sitt eget företag, Thomas Sandell Arkitektkontor, och fem år senare grundade han tillsammans med Ulf Sandberg och Joakim Uebel arkitektur- och designföretaget sandellsandberg.

Nästan tio år senare, 2003, grundade Thomas Sandell, Joakim Uebel, Ulf Sandberg, Jari Ullakko och Andreas Rosenlew Grow AB - en byrå för varumärkesutveckling.

Idag är Thomas Sandell representerad på Nationalmuseum. Han har också fått flera utmärkelser genom åren, bland annat utmärkelsen Utmärkt Svensk Form elva gånger.