Антония-Роза Лора Томас родилась 3 ноября 1986 года в Лондоне, Великобритания. Ее отец, Дэвид Томас – оперный певец.

В раннем детстве Антония начала заниматься живописью и даже планировала поступать в центральный колледж искусства и дизайна имени Святого Мартина, но вместо этого, ей удалось получить место в Колледже искусства Челси. Спустя год учебы, Антония поняла, что быть актрисой намного интереснее и оставила учебу.

В 2001 году Томас вошла в труппу музыкального Национального молодёжного театра, с которой много гастролировала по стране и за границей.

В 2006 году Антония поступила в театральную школу «Олд Вик», которую окончила в 2009 году.

В том же 2009 году она получила свою первую роль на ТВ. Ей досталась роль Алиши Дэниелс в сериале «Отбросы».

В 2010 году Антония снялась в телефильме «Стэнли Парк», а также в мини-сериале «Бездна».

В 2011 году Антония вместе с Иваном Реоном покинула проект «Отбросы».

В феврале 2012 года группа «Coldplay» презентовала видео на песню «Charlie Brown», главную роль в котором исполнила Антония Томас.

В марте 2012 года состоялась премьера комедия «Восемь минут лени», в которой Антония исполнила одну из ведущих ролей.

Осенью 2012 года вышли две картины с участием Антонии – комедия «Спайк Айленд» и триллер «Вид сзади». В последнем Томас исполнила главную роль.

В сентябре 2013 года состоялась премьера мюзикла «Солнце над Лейтом», в котором Антония исполнила главную роль.

В октябре 2013 года Антония вместе с Аннабелль Уоллис снялась в фильме «Привет, Картер».

В 2014 году она получила небольшую роль в сериале «Мушкетеры», а также снялась во второстепенной роли в биографическом мини-сериале «Флеминг», рассказывающего о молодых годах писателя Яна Флеминга.

Кроме того, в октябре 2014 годе состоялась премьера драмы «Северная душа», где Антония исполнила главную женскую роль.

В том же 2014 году актриса закончила съемки в фильмах «Rearview» и «Ковчег», выход которых запланирован на 2015 год.