Aufgewachsen in New Providence im Bundesstaat New Jersey, besucht Tom McCarthy ein College in Boston und macht seinen Abschluss an der renommierten "Yale Drama School". Bevor er es als Regisseur bis zu den "Oscars 2016" schafft, kann Tom McCarthy eine Reihe von Engagements als Schauspieler auf seinem Steckbrief verzeichnen. Er ist unter anderem in "Flags of Our Fathers" als Autor James Bradley zu sehen und spielt in der finalen Staffel der Serie "The Wire". In dem Stück "Noises Off!" gibt Tom McCarthy 2001 sein Debüt am Broadway.
Im Jahr 2003 versucht er sich dann erstmals als Regisseur und inszeniert den Spielfilm "Station Agent" mit Peter Dinklage, zu dem er auch das Drehbuch beisteuert. Beim "Sundance Film Festival 2013" wird der Streifen mit dem Publikumspreis ausgezeichnet, weitere Awards folgen und Tom McCarthy konzentriert sich weiter auf die Arbeit hinter der Kamera.
Im Jahr 2010 wird er für das Drehbuch zu dem erfolgreichen Animationsfilm "Oben" erstmals für den "Academy Award" nominiert. Eine weitere Chance auf den heiß begehrten Preis bekommt er als Regisseur: Bei den "Oscars 2016" ist er mit seinem Indie-Drama "Spotlight" in sechs Kategorien im Rennen, darunter die Königsklasse "Bester Film".