De dix-neuf ans le cadet de son frère Pierre, Thomas Corneille s’appliqua toute sa vie à suivre la voie de son aîné. Il fait ses études chez les Jésuites et, après de brillantes humanités, est, comme son frère, juriste. Il épouse la belle-sœur de Pierre et quitte Rouen pour Paris en même temps que lui, lorsque les triomphes de son frère l’entraînent vers le théâtre.

Comme Pierre, il fait d’abord des comédies, tirées pour la plupart des auteurs espagnols (il s’inspirera du Jodelet astrologue d’Antoine Le Métel pour écrire son Feint Astrologue en 1648 et sa Devineresse en 1679).

En 1656, il débute sur la scène tragique avec Timocrate, dont le sujet est tiré du roman Cléopâtre de La Calprenède, et qui connaît un immense succès avec une série ininterrompue de quatre-vingts représentations, la plus longue de tout son siècle. Le héros de cette pièce joue un double personnage : sous le nom de Timocrate, il est l’ennemi de la reine d’Argos, et sous celui de Cléomène, il est son défenseur et l’amant de sa fille. Malgré la vogue immense que connut cette pièce en son temps, elle est tombée dans un profond oubli et n’a jamais reparu sur la scène.

Il écrit, seul ou en collaboration, une quarantaine de pièces de théâtre. À la différence de son frère, il s’appliqua à tous les genres dramatiques dont la pièce à machines (sa pièce à machines Circé a été parmi les plus réussies du siècle), l’opéra et la comédie à intermèdes. Ses trois livrets d’opéra, Psyché (1678), Bellérophon (1679) et Médée (1693) font de lui, avec Philippe Quinault et Jean Galbert de Campistron, un des plus importants librettistes français du XVIIe siècle.

Lui et son coauteur Donneau de Visé, reçoivent plus de 6 000 livres pour La Devineresse ou les Faux Enchantements, la plus grosse somme payée à cette période. Enfin, une de ses pièces, Le Baron des Fondrières, eut l’honneur d’être la première à être huée hors de la scène.

Thomas n’avait encore produit ni Le Comte d’Essex ni Ariane, les deux