V roce 1976 natáčel režisér Oldřich Lipský známou komedii Marečku, podejte mi pero! Potřeboval dětského herce pro jeden malý záběr: Malý školák vejde do třídy a podá učiteli chemie vzkaz od ředitele školy. Dětský herec, kterého sehnala produkce, ale onemocněl a režisér Lipský se obrátil na svůj štáb: „Pokud někdo znáte malého kluka, který dokáže říct tři věty a neroztřese se před kamerou, přiveďte ho“. Přihlásil se Tomášův strýc, který ve štábu pracoval jako rekvizitář. Příštího dne přivedl svého synovce Tomáše Holého, bylo mu tehdy jen 7 let. Tomáš nejenom, že dokázal říct své tři věty a neroztřásl se před kamerou, ale dodal záběru tu správnou náladu – starý profesor se náležitě upatlal Tomášovým bonbónem a pak se přilepil k papírovému lístku se vzkazem. Navíc si dokázal během jediného dne získat sympatie celého štábu. Není divu, že Oldřich Lipský na malého Tomáše nezapomněl. Obsadil ho do svého dalšího filmu, hudební komedie pro děti Ať žijí duchové! Role sice nebyla velká, ale žádný divák ji nemohl přehlédnout, protože Tomáš měl několik výrazných projevů, které jsou snadno postřehnutelné a natolik výrazné, že si je většina diváků zapamatuje a zařadí si je mezi „hlášky“ tohoto filmu.

Koncem stejného roku hledala režisérka Marie Poledňáková malého herce pro svůj nový film Jak vytrhnout velrybě stoličku (1977). Konkurzu se tehdy zúčastnilo asi 160 dětí a zase pomohla náhoda. Tomáš nebyl nijak přehnaně hezký, odstávaly mu uši, paní režisérka si ho moc nevšímala a málem tak připravila národ o rozeného baviče. Když zkouška končila, najednou se rozlétly dveře a Tomáš se vrátil. Nemluvil, jen gestem naznačil, že si tam zapomněl čepici a zašklebil se na paní režisérku. Ta si ho pozvala na užší kamerové zkoušky. Všechny děti dorazily v pořádku, jen Tomáš byl mokrý od sněhu tak, že ho dvě asistentky musely sušit. Na kamerových zkouškách bylo asi 12 kluků, kteří prošli užším výběrem konkurzu a také filmoví rodiče František Němec a Jana Preissová. Marie Poledňáková s každým z dětí natočila zkušební záběr a pak se zeptala „rodičů“, kterého kluka by si přáli. Oba si jednohlasně vybrali Tomáše Holého. S dospělými herci mluvil úplně přirozeně, jako by to byli kamarádi ze třídy. Když jej přivedli do rozpaků, tak se začal plést, třeba „oženit se“ a „vdát se“ a vzápětí se opravoval. Marie Poledňáková nezatěžovala dětské herce nějakými zbytečnostmi ve scénáři. Nemuseli se učit texty, jenom jim řekla o čem záběr je. Tomáš měl privilegium, že se nemusel striktně držet scénáře. Stačilo jí, když zahrál požadovanou situaci tak, jak to cítil on sám. Příkladem takového záběru je například obalování řízků pro školníka. To opravdu ve scénáři nebylo – je to Tomášova vlastní improvizace na dané téma. Stejně tak slavný záběr s puntíkovaným šátkem a bolavým zubem. Tomáš se během natáčení v Krkonoších doslova zamiloval do svého filmového tatínka Františka Němce. Po návratu z hor následoval jako první právě záběr se šátkem. Marie Poledňáková napovídala Tomášovi, že František Němec je podrazák, který se na něj vykašlal. Takže Tomáš se opravdu rozzlobil a začal skutečně trucovat. Ne ovšem na filmového tátu, ale na paní režisérku.

Pokračování Jak dostat tatínka do polepšovny (1978) vlastně vyprovokoval sám štáb. V závěru natáčení celý štáb fantazíroval o tom, jak by se příběh rozdělené a znovu spojené rodiny mohl dále vyvíjet. Marie Poledňáková zvedla vhozenou rukavici a za necelý rok napsala další scénář.

Filmoví pedagogové se často dívají na dětské herectví s úsměvem a za pravé herectví ho nepovažují. Říkají, že dítě vlastně hraje jen samo sebe. V případě Tomáše Holého to určitě neplatí. „Většinu záběrů zahrál na první dobrou klapku. Hrálo se mi s ním lépe než s většinou mých dospělých kolegů z divadla,“ řekla po letech filmová maminka Jana Preissová. Marie Poledňáková zase vzpomíná: „Občas se rozesmál uprostřed záběru a měl různé kouzelné brepty a přesmyčky, ale jinak moc záběrů nezkazil. Tomáš byl velmi pozorný a často se zajímal o skladbu záběru, jak bude vypadat. Někdy trval na tom nejdřív vidět záběr ve hledáčku kamery, jestli je to detail nebo celek a pak se teprve postavil před kameru.“ Však také některé jeho brepty ve filmu záměrně zachovala. Jindy se zase ptal: „Bude se to točit vcelku nebo střihem?“ což znamená, zda se nějaká sekvence, například rozhovor, bude točit s jedním nastavením kamery a nebo jestli se bude prostřihávat střídavě na všechny hovořící. Výraz „točit střihem“ mezi českými filmaři zdomácněl a používají ho dodnes. Tomáš rád bavil celý štáb, během cesty na natáčení seděl v autobusu na sedadle pro průvodce, celou cestu nedal mikrofon z ruky a dělal rádio. Nikdy neodmítl podepsat fotografii fanouškům.

Přestože byl úspěšným a oblíbeným dětským hercem, rozhodl se, že se herectví nechce v budoucnu věnovat. „Představa, že jednou budu neúspěšným hercem, je nesnesitelná,“ řekl, když mu bylo 13 let a ukončil filmovou kariéru. Důvody pro jeho rozhodnutí ukončit kariéru, které nejspíš primárně učinil již v 11 letech (poté již jen dokončil nasmlouvané filmové a seriálové projekty), mohou být však i jiné, nebo jich může být více.

Filmy „Velryba“ a „Polepšovna“ měly rekordní sledovanost a byly úspěšné i v dalších 38 zemích světa.

Po natočení svého posledního českého filmu Prázdniny pro psa (1980) a ukončení kariéry se Tomáš věnoval také westernovému ježdění na koni. Na ranči U Zlámané podkovy trávil pak každé prázdniny a koním dal přednost před cestou k moři.

Během natáčení tohoto filmu Tomáš také zachránil život své mladší kolegyni Monice Kvasničkové.

Tomáš si i v dospělosti uchoval řadu svých povahových vlastností, které jsou tak dobře známy z jeho filmů. Miloval humor, jednou například přemluvil tramvajáka, aby mu za jednu korunu prodal tramvaj, aby kamarádi nemuseli na konečné vystoupit. O jeho skutečné povaze nejlépe vypovídá následující historka: Když se po sametové revoluci otevřely hranice, vybral peníze za své dětské filmové honoráře, které mu rodiče střádali, a dal je svému strýci Janovi, který ho kdysi přivedl k filmu, aby mohl vidět vytouženou Ameriku…

Posledních přibližně šest měsíců Tomášova života byla jeho přítelkyní tehdy začínající zpěvačka Lucie Bílá.

Po absolvování gymnázia začal studovat práva, ale 9 dní před 22. narozeninami tragicky zemřel při autonehodě na silnici mezi severočeskými obcemi Kytlice a Polevsko.