Thomas Hennig studierte Dirigieren an der Hochschule für Musik und Theater Hannover sowie Musikwissenschaft und Philosophie in Osnabrück. Meisterkurse im Dirigieren in Wien, München und Biel vervollkommneten seine Ausbildung. Gleichermaßen auf dem Konzertpodium wie in der Oper zu Hause, ist seine Arbeit epochen- und spartenübergreifen und stets das Ergebnis einer detaillierten Auseinandersetzung mit dem musikalischen Text, Sinn und Gehalt der Werke. 

Als Dirigent und Chorleiter war er sechs Jahre lang am Theater Brandenburg engagiert. 10 Jahre lang leitete er den Kammerchor Brandenburg und seit 15 Jahren den Berliner Oratorienchor. Auslandsengagements führten Thomas Hennig für 2 Jahre als Dirigent und Chorleiter an die Staatsoper Antalya, nach Brasilien, Nigeria, in die USA und nach Ulaanbaatar, wo er an der Mongolischen Staatsoper die musikalische Leitung der „Zauberflöte“ innehatte und in einem großen Galakonzert mit dem Vorspiel zu „Tristan“ erstmals Musik von Richard Wagner in der Mongolei aufführte.

Seit 2012 ist Thomas Hennig Chefdirigent der Neuen Preußischen Philharmonie, seit letztem Jahr auch des Hauptstadt-Sinfonie-Orchesters Berlin und ist zudem regelmäßig Gast beim Brandenburgischen Staatsorchester Frankfurt, den Brandenburger Symphonikern, dem Preußischen Kammerorchester und den Berliner Symphonikern.

Als Komponist trat Thomas Hennig unter anderem 1999 in Berlin mit dem für Reinhold Friedrich komponierten Trompetenkonzert, 2002 mit seinem Klavierkonzert in Baltimore und dem 2015 erteiltem Kompositionsauftrag der Max-Planck-Gesellschaft Berlin ‚Dulce et decorum est’ in Erscheinung. 2019 ergänzte er die, Fragment gebliebenen, Werke ‚Nacht' und ‚Besinnung’ von Richard Strauss, die Christian Thielemann 2021 in der Semperoper Dresden, im Wiener Musikvereinssaal und in der Berliner Philharmonie aufführte.