Après des études de contrebasse moderne au conservatoire d'Aix-en-Provence puis de Saint Maur, c'est vers la musique ancienne que Thomas de Pierrefeu décide de s'orienter. Il rentre au CNSM de Paris dans la classe de Richard Myron ou il obtient le premier prix en contrebasse et en violone.
Depuis, il se spécialise également dans la pratique de la viole de gambe auprès de Nima Ben David.

Il joue régulièrement avec des ensembles tels que: Il Seminario Musicale (Gérard Lesnes), les Paladins (Jérôme Correas), l'Ensemble Baroque de Limoges (Christophe Coin), le Concert d'Astrée (Emmanuelle Haim), les Arts Florissants (William Christie) ou encore les Grandes Chapelles à Madrid et participe a la création d'ensembles tels que le Cercle de l'Harmonie, Il Convito Musicale ou encore le Sit Fast Consort...