Thomas Jane ha demostrado su gran versatilidad en todo tipo de películas, combinando el perfil de actor protagonista con el de actor de método.
Recientemente Jane protagonizó la adaptación a la gran pantalla del comic de la Marvel "El castigador", producida por Lions Gate Entertainment. Para el papel del agente secreto del FBI Frank Castle, Jane se sometió a un intenso entrenamiento con antiguos marines del grupo de operaciones especiales.
Además de aparecer en "The Tripper", dirigida por David Arquette, Jane protagonizó Stander, del director Bronwen Hughes, adquirida por Newmarket Films después del éxito de crítica obtenido en el Festival de Cine de Toronto en el año 2003.
Jane interpretó a la leyenda del béisbol Mickey Mantle en la serie de HBO nominada a los premios Emmy 61*. Dirigida y producida por Billy Crystal, 61* narra la historia de dos jugadores de los New York Yankees, Roger Maris (Pepper) y Mickey Mantle (Thomas Jane), que en 1961 se esfuerzan por batir el récord de home runs en una sola temporada, establecido por Babe Ruth.
Entre sus otros títulos destacan la comedia romántica "La cosa más dulce", junto a Cameron Diaz, Christina Applegate y Selma Blair; "Eden", presentada en el Festival de Cine de Venecia en 2001, junto a Samantha Morton; y el thriller independiente "Bajo Sospecha", con Morgan Freeman, Gene Hackman y Monica Belucci, estrenado en el año 2000 en el Festival de Cine de Cannes. Jane intervino en "El cazador de sueños: Dreamcatcher", de Lawrence Kasdan junto a Morgan Freeman, Tom Sizemore, Donnie Wahlberg y Timothy Olyphant.
Reconocido por haber protagonizado el thriller de Renny Harlin "Deep Blue Sea", junto a Samuel L. Jackson, Saffron Burrows y LL Cool J. recibió muy buenas críticas por su interpretación en "Boogie Nights" de Paul Thomas Anderson, junto a Mark Wahlberg, Julianne Moore, John C. Reilly, Burt Reynolds, Don Cheadle y William H. Macy. El reparto fue nominado un premio SAG en la categoría de mejor interpretación conjunta en una película en 1998. En el drama independiente de Stephen Kay "La última vez que me suicidé", junto a Keanu Reeves y Claire Forlani, interpreta a Neal Cassady y en "Junked", de Lance Lane retoma el personaje que ya había interpretado en el montaje teatral representado en el Marilyn Monroe Theatre.
En los escenarios, Jane llamó la atención de la crítica como Tom en El zoo de cristal de Tennessee Williams en el Laguna Playhouse y como Chris en All My Sons de Arthur Miller en el Odyssey Theater. Otras obras que ha representado son Does a Tiger Wear a Necktie? en el Baltimore Center Stage; Pastels en el Studio Theater; Strange Snow en el Sal Romeo Theater; The Idiot y Jews Without Money en el Whitefire Theater y Roy's Coffee Shop en el Road Theater.
Aparece en "The Mutant Chronicles" y "Killshot". Actualmente vive en Los Angeles.