Après avoir suivi un enseignement catholique dont il fera plus tard la critique dans certains de ses ouvrages, Thomas M. Disch quitte l'Iowa pour Minneapolis en 1953.
À la fin de ses études en 1957, il multiplie les petits boulots et commence à écrire ses premières nouvelles. Celles-ci sont publiées à partir des années 1960 dans des magazines. L'écriture va dès lors devenir son activité principale, et il se fait connaître par deux grands romans a résonance politique, Génocides (1965) et Camp de Concentration (1970) publiés en France en 1970 au Club du livre d'anticipation.
Même si la plupart de ses nouvelles développent des thèmes de science-fiction, Thomas M. Disch écrit également des critiques littéraires, des pièces, et des poèmes. Ces derniers se distinguent notamment par leur ironie et leur humour qui deviendront les caractéristiques principales de l'auteur.
Thomas M. Disch a également créé le prix Philip K. Dick en hommage à cet auteur.
Le 5 juillet 2008, il se tire une balle dans la tête. Il est trouvé mort à son appartement new-yorkais le lendemain. Sa mort est annoncée le 6 juillet 2008 par l'éditeur Ellen Datlow. Après la mort de son compagnon, Charles Naylor, en 2005, Disch souffrait de dépression.
