Thomas Birgfellner begann nach der Matura zunächst ein Geografie-Studium an der Universität Wien. Schon in seiner Jugend absolvierte er ein Praktikum bei der AUA-Technik am Flughafen Wien, von 1996 bis 2002 arbeitete er als Flugbegleiter bei den Austrian Airlines. Im Jahr 2000 absolvierte Birgfellner erfolgreich das Assessment Center für Nachwuchsjournalisten im ORF und wechselte schließlich 2002 ins Landesstudio nach St. Pölten. Neben unternehmensinternen Schulungen absolvierte er zudem privat eine Ausbildung zum Trainer in der Erwachsenenbildung.
Zu Beginn seiner ORF-Laufbahn arbeitete Thomas Birgfellner in der Magazin-Redaktion von Radio Niederösterreich, gestaltete Hörfunk- und später auch regelmäßig TV-Beiträge. Von 2004 bis 2007 war er außerdem als Moderator beim „Niederösterreich Wetter“ im Fernseheinsatz und präsentiert seither die „ORF NÖ Sommertour“. 2007 wechselte er in den Aktuellen Dienst und präsentierte bis 2010 als Co-Moderator in „Niederösterreich heute“ die Meldungen aus den Regionen.
Anfang 2011 präsentierte er erstmals die Sendung „Niederösterreich heute“, seither ist er regelmäßig in dem Bundesland-Nachrichtenmagazin zu sehen und auch im „Radio Niederösterreich Mittagsmagazin“ zu hören.
2015 war er für Niederösterreich im Redaktions-Gründungsteam des ORF-Frühfernsehens „Guten Morgen Österreich“, das er von 2016 bis 2017 auch vertretungsweise als Hauptmoderator an der Seite von Nina Kraft oder Jutta Mocuba moderierte.
2018 und 2019 präsentierte Thomas Birgfellner die großen Jahresrückblicke des ORF Niederösterreich.
Im Mai 2019 vertrat er als Bundesland-Moderator Niederösterreich bei der Hauptabendshow „9 Plätze – 9 Schätze: So gut isst Österreich“. Mit Köchin Lydia Maderthaner und ihrem Mostviertler Mostbratl holten sie sich im Publikumsvoting den Sieg. Im Herbst 2019 präsentierte er dann am Nationalfeiertag in „9 Plätze – 9 Schätze“ die Waldviertler Naturstauseen, die Niederösterreich mit Bronze abermals einen Stockerlplatz einbrachten.
Seit 2019 vertritt Thomas Birgfellner Birgit Perl als Moderator in der nationalen TV-Sendung „Land und Leute“ und ist neben seiner Moderationstätigkeit bei „Niederösterreich heute“ weiterhin als Beitragsgestalter tätig.