Tom Hollander creció en Oxford, donde también se educó y cursó Literatura Inglesa en Cambridge. De niño, integró el National Youth Theatre y el National Youth Music Theatre. Mientras aun estaba en la escuela, actuó en el Festival de Edimburgo y protagonizó el drama infantil John Diamond, de la BBC. En la universidad fue integrante del Cambridge Footlights Revue y actuó en la celebrada pieza Cyrano de Bergerac en el Arts Theatre, dirigida por Sam Mendes.
Los inicios de su carrera fueron en el teatro. En 1991 fue nominado al premio Ian Charleson por su interpretación de Celia en la producción con intérpretes masculinos de Cheek by Jowl de As You Like It. En 1992 ganó el premio Ian Charleson por su interpretación de Witwoud en la producción de Peter Gill de The Way of the World, en el Lyric Hammersmith. Luego hizo el papel de Macheath en The Threepenny Opera, en el Donmar Warehouse, y luego generó fama con el papel central de Baby en la producción original de Mojo, de Jez Butterworth, en el Royal Court Theatre.
Así fue que el actor llamó la atención de los realizadores cinematográficos Terry George y Jim Sheridan, quienes lo seleccionaron para el papel del jefe de las Fuerzas de Seguridad de Irlanda del Norte en el polémico film Some Mothers Son, con Helen Mirren y Fionnuola Flanagan. Luego regresó al teatro para interpretar Tartuffe en el Almeida para Jonathan Kent, labor por la que recibió el premio al Mejor Actor otorgado por Time Out, así como una distinción especial para los premios Ian Charleson. En 1997 recibió otra distinción especial por su actuación en The Government Inspector, nuevamente en el Almeida y dirigido por Jonathan Kent. En el West End y en Broadway interpretó a Lord Alfred Douglas junto al Oscar Wilde de Liam Neeson en la pieza de David Hare The Judas Kiss.
Luego de interpretar al novio euro-trash de Saffy en el episodio final de Absolutely Fabulous, Hollander protagonizó junto a Joseph Fiennes y Rufus Sewell el film de 1998 Martha, Meet Frank, Daniel and Lawrence. Y posteriormente protagonizó las películas Bedrooms and Hallways, The Clandestine Marriage, Maybe Baby, de Ben Elton, The Announcement, Enigma, de Michael Apted y Possession, de Neil LaBute. También interpretó a Osborne Hamley en Wives and Daughters de Andrew Davies en la BBC. Para el director Robert Altman, hizo el papel del sufrido Capitán Anthony Meredith en Gosford Park. También interpretó a Nick junto a Bill Nighy en el celebrado film de Neil Hunter y Tom Hunsinger The Lawless Heart.
Hollander regresó al teatro para actuar en el papel principal de Don Juan de Molière en el Sheffields Crucible Theatre, con puesta de Michael Grandage. Luego interpretó al personaje de Edgar en King Lear, junto a Oliver Ford Davies en la producción de Jonathan Kent en el Almeida Theatre.
Luego personificó al Rey George V en el drama de la BBC de Stephen Poliakoff The Lost Prince, y al infame espía Guy Burgess en el drama de cuatro capítulos de la BBC Cambridge Spies, labor que le mereción el premio al Mejor Actor de International Television en Biarritz.
En 2003, Hollander filmó Stage Beauty, de Richard Eyre, co-protagonizado por Billy Crudup y Claire Danes. Ese mismo año interpretó al personaje de Laurie en la nueva versión de Hotel in Amsterdam, de John Osborne, en el Donmar Warehouse.
En el cine, interpretó a George Etherege en The Libertine, dirigido por Laurence Dunmore y protagonizado por Johnny Depp, John Malkovich, Samantha Morton y Rosamund Pike. Esta interpretación le valió a Hollander una nominación al premio al Mejor Actor de Reparto del British Independent Film. Su papel del Reverendo William Collins en Pride and Prejudice, protagonizado por Keira Knightley, le valió el premio Peter Sellers a la Comedia del Evening Standard y el del London Critics Circle al Mejor Actor de Reparto. Para el director Ridley Scott, interpretó a Charlie en A Good Year, junto a Russell Crowe; y para la compañía de Scott, Scott Free, acaba de finalizar el papel de Adrian Philby en el drama de la CIA de TNT, The Company.
Este año lo veremos a Hollander junto a Kate Blanchett y Samantha Morton en Elizabeth-The Golden Age, de Working Title. Actualmente, está actuando con elogiosas críticas en el The National Theatre, en la puesta de Roger Michell de la nueva pieza de Joe Penhall, Landscape With Weapon.