Internazionale per il Galles sia nel rugby a 15 che in quello a 13, da quindicista ha giocato come utility back, nel tredici anche come seconda linea; nel rugby a 15 ha rappresentato a livello internazionale, oltre al Galles in 100 incontri (primo del suo Paese a raggiungere tale traguardo), anche i British and Irish Lions, di cui è stato capitano nel 2005, e i Barbarians; dopo un'intera carriera nel rugby a 15, chiusa nel 2010, in cui ha vinto una Coppa Europa con i francesi del Tolosa, ha disputato due stagioni nel rugby a 13 con i Crusaders, formazione di Wrexham, e si è ritirato definitivamente a ottobre 2011.[1]
Nel 2009 Gareth Thomas dichiarò pubblicamente la sua omosessualità.[2][3][4] Nel novembre 2018, mentre si trovava a Cardiff, è stato vittima di un'aggressione di stampo omofobo da parte di un gruppo di uomini, che gli ha causato delle tumefazioni al volto.[5] È stato salvato dell'intervento della polizia, che è riuscita a trarre in arresto un sedicenne.[6] Nel 2019 annuncia di aver contratto l'HIV.
Nel novembre 2011 l'attore americano Mickey Rourke ha annunciato di voler interpretare Gareth Thomas in un film sulla vita del rugbista.[7] Successivamente Rourke ha annunciato di aver rifiutato la parte.[8]