Thomas var sønn av en protestantisk prest i Marion, Ohio. Han gikk ut av Princeton-universitetet i 1905, og tok så et teologisk seminar, der han ble sosialist. Han var ferdig utdannet som prest i 1911, og arbeidet i East Harlem i New York.
Thomas gikk imot USAss deltakelse i første verdenskrig. Etter krigen var han en av grunnleggerne av American Civil Liberties Union ACLU. Han stilte som sosialistisk kandidat ved guvernørvalget i New York i 1924. Etter at Eugene Debs døde i 1926 ble han sosialistpartiets fremste ansikt utetter, og presidentkandidat i 1928, 1932, 1936, 1940, 1944 og 1948.
Norman Thomas var en artikulert og engasjerende talsperson for demokratisk sosialisme. Han klargjorde forskjellen mellom demokratisk sosialisme og tradisjonell kommunisme, som han tok sterk avstand fra.