Дебютировал в январе 2000 года.
В июле 2000 года состоялся поединок двух непобеждённых проспектов - Тони Томпсона и Эрика Киркленда. Кикрленд победил по очкам в 4-х раундовом бою.
В марте 2003 года Томпсон победил по очкам непобеждённого Янки Диаса.
В сентябре 2004 года он победил по очкам Вона Бина.
В июне 2006 года Томпсон победил по очкам Доминика Гуинна.
В феврале 2007 года он победил по очкам Тимура Ибрагимова.
В июле 2007 года в Германии состоялся отборочный бой за титул WBO между Тони Томпсоном и местным боксёром Луаном Красничи. Американец нокаутировал противника в 5-м раунде.
В июле 2008 года Тони Томпсон вышел на ринг против чемпиона мира в тяжёлом весе по версиям IBF и WBO Владимира Кличко. Кличко доминировал в бою. В конце 2-го раунде противники стукнулись головами, и чемпион получил рассечение над правым глазом. В конце 10-го раунда украинец вошёл в клинч с американцем. Томпсон попятился назад и, не удержавшись, рухнул на пол. Рефери дал передышку американцу. В середине 11-го раунда Кличко провёл встречный левый хук в голову. Томпсон рухнул на канвас. Он не успел встать на счёт 10. Рефери зафиксировал нокаут.