Том Вон-Лолор родился в 1977 году в городе Дублин, Ирландия. Учился в мужской средней школе «De La Selle Collage Churchtown», после чего поступил в Тринити-колледж в Дублине, а позднее в Королевскую академию драматического искусства в Лондоне.
После окончания академии Лолор начал работать в театре. В 2008 году он сыграл роль Генри V в Королевском театре в Манчестере, за что был удостоен премии «Ian Charleson Awards». В большом кино Том дебютировал в 2006 году в фильмах «Хвост тигра» и «Джейн Остин».
С 2010 года по 2014 год актер играл роль Найджела Делейни в сериале «Любовь/Ненависть», за что получил премию «IFTA Awards» в номинации «Лучший актер телевидения». В сериале также снялись отец Тома, который сыграл роль священника, и его сын, который сыграл эпизодическую роль.
Затем фильмография актера пополнилась такими сериалами, как «Острые козырьки», «Гражданин Чарли», «Процесс века» и «Секретный агент». В 2016 году Том сыграл роль Стива Кука в драматическом триллере Брэда Фурмана «Афера под прикрытием», в котором также снялись актеры Брайан Крэнстон, Джон Легуизамо и Дайан Крюгер. В том же году он появился в фильме «скрижали судьбы».
В 2017 году Том снялся в фильмах «Дафна», «Тьрюма Мейз» и «Третья волна зомби». Последний фильм - картина режиссера Дэвида Фрейна. Фильм рассказывает о том, как после вспышки вируса, обращающего людей в зомбиподобных тварей, врачи нашли лекарство. 75% заражённых оказались восприимчивы к лечению, но после исцеления также сохраняли память о своих зверствах. Правительство пытается вернуть исцелённых в общество, но не всё население поддерживает эту идею.
Актер проживает в городе Витстабл, Великобритания вместе со своей женой актрисой Клер Кокс и их сыном.