Thomas Fey studierte Klavier und Dirigieren an der Musikhochschule Heidelberg-Mannheim und 'Aufführungspraxis der Alten Musik' bei Nikolaus Harnoncourt am Salzburger Mozarteum'. Im Rahmen des Schleswig-Holstein-Musikfestivals nahm er an Dirigierkursen von Leonhard Bernstein teil. Bereits während seines Studiums im Jahr 1985 gründete Fey den Heidelberger Motettenchor und 1987 folgte das Schlierbacher Kammerorchester, aus dem 1993 anlässlich des Neujahrskonzertes im Mannheimer Rosengarten die Heidelberger Sinfoniker hervorgingen, die mittlerweile zur Spitze historisch orientierter Klangkörper der Gegenwart gezählt werden. Das Orchester besteht aus einem Pool von 200 Musikern aus mindestens 15 Nationen und zwei Musiker sind sogar von der ersten Stunde an dabei.
2003 gründete Thomas Fey das Barockorchester 'Ensemble La Passione', das sein Debut im Rahmen des von ihm ins Leben gerufenen gleichnamigen Musikfestivals erlebte. Im gleichen Jahr gründete er im Hinblick auf das Mozartjubiläum 2006 das Mannheimer Mozartorchester. Darüber hinaus war Fey von 2008 bis 2010 künstlerischer Leiter des ebenfalls von ihm konzipierten Sylt-Art-Festivals und trägt seit 2009 die künstlerische Verantwortung für die Konzertreihe „Salon.Budersand“ des Hotels Budersand auf Sylt.
Mit Freude erinnert sich Fey an die Zusammenarbeit mit international hochkarätigen Künstlern wie beispielsweise Rolf Buchbinder, Bruno Leonardo Gerber, Bernd Glemser, Nelson Freire, Reinhold Friedrich, Cyprien Katsaris, Martin Stadtfeld, Christian Zacharias und Thomas Zehetmair. Seit geraumer Zeit engagiert sich Thomas Fey auch für herausragende, junge Musiker wie den chinesischen Pianisten Haiou Zhang.