Thomas Wilhelm studierte an der Hochschule für Musik und Darstellende Kunst in Frankfurt am Main Kirchenmusik und Orgel, unter anderem bei Tomasz Adam Nowak und Martin Sander. Am dortigen Institut für Historische Interpretationspraxis absolvierte er ein Aufbaustudium mit Hauptfach Cembalo bei Sabine Bauer. Die Orgelstudien bei Martin Sander setzte er in Heidelberg fort und schloss sie mit dem Konzertexamen ab.
Thomas Wilhelm ist Orgel- und Glockensachverständiger der Evangelischen Kirche in Hessen und Nassau sowie Kirchenmusiker an der St. Nikolaus-Kirche in Bad Vilbel.
Über die berufliche Tätigkeit hinaus sind in theoretischer Hinsicht instrumentenfachliche Beiträge zu nennen, in praktischer Hinsicht Tonaufnahmen mit dem Fokus auf besonderen Orgeln und Programmen.