Thomas Sandell vokste opp i Skellefteå. Han ble amfibieoffiser av reserven i 1981. Han ble uteksaminert som arkitekt i 1990 etter studier ved Kungliga Tekniska Högskolan i Stockholm. Deretter arbeidet han blant annet på Jan Henrikssons Arkitektkontor.

I 1990 startet han sitt eget firma, Thomas Sandell Arkitektkontor, og fem år senere grunnla han arkitektur- og designfirmaet sandellsandberg sammen med Ulf Sandberg og Joakim Uebel.

Nesten ti år senere, i 2003, grunnla Thomas Sandell, Joakim Uebel, Ulf Sandberg, Jari Ullakko og Andreas Rosenlew varemerkeutviklingsbyrået Grow AB.
I dag er Thomas Sandell representert på Nasjonalmuseet. Han har også mottatt flere priser opp gjennom årene, blant annet prisen Utmärkt Svensk Form elleve ganger.