Før han sluttede sig til Lotto Soudal i 2015, havde De Gendt allerede vundet store etapesejre i Paris-Nice og i Tour de Suisse.
I løbet af 2012 Giro vandt De Gendt den næstsidste etape med ankomsten på toppen af den legendariske opstigning af Stelvio efter at have kørt hele dagen i udbruddet. De Gendt havde også nogle strålende sejre for Lotto Soudal.
Udbrudsspecialisten vandt den tolvte etape af Tour de France 2016 med en finish på toppen af Mont Ventoux. Siden vandt han en etape i Vuelta i 2017, har han nu vundet en etape i hver Grand Tour. Thomas har også triumferet fire gange i Volta a Catalunya. De Gendt fokuserer ofte på bjergrangeringen. Han har allerede vundet bjergtrøjen 1 gang i Tour de Romandie og Tour Down Under. På Volta a Catalunya og i Paris-Nice vandt han den to gange og under La Vuelta i 2018 var han igen bedste bjergrytter.