Thomas wuchs in Daytona Beach, Florida auf. Nach ihrer Schulzeit zog sie um nach Fort Lauderdale, wo sie unter anderem verschiedenen Jobs wie Modeln nachging. 1992 spielt sie noch vor ihrer Brust-OP die Nora Breckenridge im Film Witchcraft IV - The Virgin Heart, eine ihrer wenigen Filmrollen, die nichts mit Pornografie zu tun hat. Sie stirbt im Film jedoch schon nach zehn Minuten. In der Besetzungsliste taucht sie mit ihrem richtigen Namen Diane Fowler auf.
In Fort Lauderdale traf sie den Pornodarsteller Zach Thomas, den sie fünf Monate später heiratete. Das Paar zog anschließend nach Los Angeles, um dort in Pornofilmen mitzuspielen.
Das Paar machte zunächst Amateurfilme für den privaten Gebrauch. Anfang der 90er Jahre bekam Sunset Thomas Kontakt zur professionellen Pornobranche beim AVN Award. Ihre bekanntesten Filme sind Sex (1994) und Latex (1995), beide von Michael Ninn. Sie drehte hetero- und homosexuelle Filme.
Am Anfang ihrer Pornokarriere ließ sie eine Brustvergrößerung vornehmen. Es existieren jedoch auch einige Filme, die sie noch mit Naturbrüsten zeigen.
Sunset Thomas machte 1999 Schlagzeilen, als sie als erster Pornostar in der Moonlite BunnyRanch, einem legalen Bordell in Nevada, arbeitete.[2] Sie war auch die Hauptperson einer Dokumentation des amerikanischen Fernsehsenders HBO über dieses Bordell mit dem Titel Cathouse. Sie eröffnete im August 2005 ihren eigenen Gentleman's Club. Des Weiteren trat sie mehrfach in der Show des bekannten amerikanischen Radiomoderators Howard Stern auf.
Im Jahr 2005 wirkte sie in der Dokumentation Pornstar Pets mit.
Im April 2009 brachte sie ihren ersten Roman „Anatomy of an Adult Film“ heraus, eine Fiktion, die an ihre Pornokarriere angelehnt ist.[3]
