Tom DeLonge fut élevé par ses parents en Californie. Il a un frère plus âgé nommé Shon et une s½ur plus jeune nommée Kari. En 1990, pour ses 15 ans, il reçut en cadeau sa toute première guitare d'un ami qui l'avait trouvé abandonné. Assez turbulent, il fut exclu de son école, Poway High School, durant sa première année après avoir été trouvé saoul durant un match de basket-ball. Intégré à une nouvelle école, il fit la connaissance de Anne Hoppus, la s½ur de Mark Hoppus. C'est ainsi que, en collaboration avec Mark Hoppus, fut crée le groupe qui deviendra plus tard Blink-182.
Le premier groupe de musique de Tom fut Big Oily Men, mais ce groupe se sépara rapidement. Tom souhaitant réaliser un groupe de musique sérieux et professionnel, son amie Anne lui présenta son frère Mark Hoppus, qui venait récemment de partir pour Poway, en Californie. La nuit de leur première rencontre, Tom faisait du skateboard avec un groupe d'amis et pour se faire remarquer, Mark grimpa au sommet d'un lampadaire, sauta et se brisa les deux chevilles. Le premier groupe ainsi crée fut nommé Duck Tape et prit un canard comme effigie. Le nom du groupe fut très vite remplacé par Blink. Ayant besoin d'un batteur pour compléter le groupe ainsi créé, Tom fit appel à Scott Raynor, alors âgé de 14 ans, dont il avait fait la connaissance à un concours musical. En 1992, le trio enregistra dans la chambre de Scott leur première cassette demo intitulée Flyswatter. Leur premier concert eut lieu dans un bar mais n'étant pas majeur, ils ne purent jouer qu'aux heures autorisées. Personne ne vint à ce premier concert et le groupe fut chassé du bar.
Ne se désespérant pas pour autant, ils continuèrent les tournées dans les bars et gagnèrent finalement en popularité. Lors de l'un de ces concerts, Tom DeLonge fut arrêté pour détention d'alcool alors qu'il était encore mineur.
Suite à l'enregistrement de l'album Take Off Your Pants And Jacket et à une tournée mondiale, il forma un groupe nommé Box Car Racer avec Travis Barker, David Kennedy et Anthony Celestino. Ce groupe fut pour lui un échappatoire aux tension qui régnaient au sein du groupe Blink-182 mais lui permit également de composer des musiques différentes.
La réalisation d'un nouvel album éponyme avec le groupe Blink-182 ne put résoudre les tensions existantes au sein du groupe et c'est durant leur tournée européenne que le groupe annonça leur séparation, pour une durée indéterminée.
Après une année de silence, Tom lance son nouveau projet nommé Angels And Airwaves sur lequel il avait travaillé secrètement au côtés de David Kennedy, bon ami du chanteur et second guitariste de Boxcar Racer, durant son année d'absence. D'autres membres sont ainsi venu se greffer à l'aventure Angels and Airwaves, parmi lesquels Ryan Sinn et Atom Willard. Après plusieurs mois d'attente, le premier album du groupe, intitulé We don't need to Whisper, est mis en vente le 22 mai en Europe (deux chansons, The Adventure et Good Day, avaient été préalablement diffusées sans l'autorisation du groupe). Le groupe effectue ensuite une tournée américaine et européenne dans des petites salles. Le deuxième album du groupe, sortit le 6 novembre 2007, s'intitule I-Empire.
