Voordat De Gendt in 2015 bij Lotto Soudal kwam, behaalde hij al grote etappezeges in Parijs-Nice en in de Tour de Suisse.
Tijdens de Giro 2012 won De Gendt de voorlaatste etappe met de aankomst op de top van de legendarische beklimming van de Stelvio na een hele dag in de kopgroep gereden te hebben.
De Gendt boekte ook enkele schitterende overwinningen voor Lotto Soudal. De ontsnappingsspecialist won de twaalfde etappe van de Tour de France 2016 met een finish op de top van de mythische Mont Ventoux.
Sinds hij in 2017 een etappe in de Vuelta won, heeft hij nu in elke Grote Ronde een etappe gewonnen. Thomas heeft ook vier keer gezegevierd in de Ronde van Catalonië.
De Gendt focust vaak op de beste klimmer klassement. Hij won al een keer de bergtrui in de Ronde van Romandië en de Tour Down Under. Op de Volta a Catalunya en in Parijs-Nice won hij tweemaal. En bij La Vuelta van 2018 was hij opnieuw de topklimmer.