1971年，托马斯·阿尔弗莱德森从6岁开始就在父亲哈赛·阿尔弗莱德森执导的喜剧电影中饰演角色，于是他便成为了瑞典的童星。成年之后，阿尔弗莱德森首先进入瑞典电影制作和发行公司AB Svensk Filmindustyi担任助理导演。后来，他选择在电视领域发展，先后供职于瑞典电视台第四频道、斯瓦瑞格斯电视等公司，从事儿童综艺节目制作。
1994年，执导个人首部电影《Bert》。1995年，执导喜剧电影《ert - den siste oskulden》，该片获得北欧电影学院儿童电影奖。1999年，执导由尤汉·雷伯格主演的喜剧电影《最后一节》；同年，以导演的身份加盟瑞典喜剧组织“童羊帮”；随后，担任剧情电影《Screwed in Tallinn》的导演，该片获得北欧电影学院儿童电影奖。
2000年，执导剧情电影《Soldiers by Moonlight》。2002年，担任喜剧电影《Spermaharen》的导演。2003年，由其执导的剧情电影《Kontorstid》上映。2004年，执导喜剧电影《
棕色十字旗》，该片由四个富有黑色幽默的故事同时展开，获得瑞典电影学院金甲虫奖。
2005年，由其执导的爱情电影《En decemberdröm》上映。2007年，执导喜剧电影《Hur tänker hon?》。2008年10月24日，由其执导的恐怖电影《
生人勿进》在瑞典上映，该片根据约翰·阿维德·林德科维斯特的同名小说改编，入围第63届英国电影学院奖电影奖-最佳非英语片奖。
2011年，执导由
加里·奥德曼、
科林·费斯、
本尼迪克特·康伯巴奇联合主演的惊悚电影《
锅匠，裁缝，士兵，间谍》，影片根据约翰·勒卡雷的同名间谍小说改编，入围第68届威尼斯国际电影节主竞赛单元，获得第65届英国电影学院奖电影奖-最佳英国影片奖，他凭借该片入围第65届英国电影学院奖电影奖-最佳导演奖；同年，执导剧情电影《Sissela Kyle - Dina dagar är räknade》。
2017年，执导由
迈克尔·法斯宾德、
丽贝卡·弗格森合作主演的犯罪惊悚电影《
雪人》，该片根据挪威作家乔·内斯博的同名小说改编。2019年，执导剧情电影《Jönssonligan》。
2024年11月1日，担任制作人的恐怖电影《
秘密会议》在北美上映；9月6日，执导电视剧《狂情错爱》播出。
托马斯·阿尔弗莱德森是一位在瑞典民族电影工业的哺育下成长的导演，深受瑞典儿童电影传统的影响。这就使得他的电影世界总是充斥着孤独的儿童、残破的家庭以及挥之不去的绝望与悲凉，并渗透着浓厚的帝国意识。无论是电影《生人勿进》中的吸血鬼传奇，还是电影《锅匠，裁缝，士兵，间谍》里的间谍故事，都被他以拍摄儿童、家庭题材影片的方式进行处理。他始终坚持以瑞典人的视角观看其身处的世界，使其作品总是渗透着浓郁的瑞典风情。因此民族性与世界性的辩证法，在他的影片中有着最为生动的体现（《当代电影》评）。