Nació el 12 de febrero de 1567 en Londres (Gran Bretaña).Recibió su educación en Cambridge. Estudió leyes en Gray's Inn y medicina en Francia. Desde 1606 comenzó a trabajar como médico en Londres. También destacó como escritor, como tañedor de laúd y exquisito compositor de música vocal.
Sus canciones para laúd rivalizan en mérito con las del compositor inglés John Dowland pero su celebridad se debe principalmente a sus poemas líricos, que se caracterizan por su belleza y cualidad musical; Campion y sus contemporáneos les pusieron música.
En su repertorio destacan 'Cereza madura' y 'Tanto si ríen como si lloran los hombres'. Otras obras suyas son Poemata (1595) -epigramas latinos-; la letra y la música de mascaradas como La máscara del Señor (1613); Observaciones sobre el arte de la poesía inglesa (1602) alegato contra el uso de la rima en poesía (pese a que el propio Campion la utilizó); y cuatro libros de Ayres para laúd y voz (1601-c. 1617).
Thomas Campion falleció el 1 de marzo de 1620.