Kristensen è nato a Hobro, piccolo comune danese, nel 1984 inizia a competere nel karting dove fin da subito vince vari titoli dimostrando un'ottima velocità. Nel 1991 esordisce in monoposto correndo nella Formula 3 tedesca dove già al suo primo anno ottiene la vittoria del campionato (succedendo a Michael Schumacher nell'albo d'oro). L'anno seguente si sposta in Giappone dove partecipa contemporaneamente alla Formula 3 giapponese, al Campionato giapponese turismo e nella Formula 3000 giapponese. In Formula 3 vince il titolo nel 1993, stesso anno che ottiene il secondo posto nel Gran Premio di Macao, mentre nel campionato turismo e nella Formula 3000 diventa vice campione rispettivamente nel 1995 e 1994. Per due anni, tra il 1996 e il 1997 partecipa alla Formula 3000 internazionale dove ottiene due sesti posti in classifica. Dopo questa esperienza torna a guidare nei campionati turismo, arrivando 3º in Germania nel 1999 e 7º nel BTCC nel 2000.
Nel frattempo ha svolto anche il ruolo di tester dal 1997 al 2000, per scuderie di Formula 1 quali Minardi, Tyrrell, Williams F1 e Jaguar, soprattutto come responsabile per lo sviluppo di nuovi pneumatici Michelin[5].
24 Ore di Le Mans
Nel 1997 ha vinto a Le Mans per la prima volta con la TWR-Porsche del Team Joest. Nel biennio 1998-1999 ha corso invece per la BMW guidando la V12 LMR ma subendo ritiri; tuttavia, con essa ha vinto 12 Ore di Sebring nel 1999.
Nel 2000, 2001 e 2002, coglie 3 vittorie consecutive guidando l'Audi R8 assieme ai compagni Frank Biela ed Emanuele Pirro. Diventano quindi i primi 3 piloti dai tempi di Jacky Ickx a vincere 3 volte di seguito. È stato Campione ALMS nel 2002 sempre su Audi R8. Nel 2003, il gruppo Volkswagen decide di concentrarsi sulla Bentley, prestigioso marchio di sua proprietà, Tom viene incaricato di guidare la Bentley Speed 8, portandola al successo della 24 Ore di Le Mans 2003. Nel 2004 e 2005, Audi non svolge un programma sportivo ufficiale, si limita ad assistere i team clienti e Tom guida per queste squadre, continuando a vincere a Le Mans. Nel 2006, Tom Kristensen interrompe la serie di vittorie consecutive arrivando 3º a Le Mans sulla nuova Audi R10, rallentato per problemi al motore diesel del prototipo. Nel 2007 non porta a termine le corsa in quanto il compagno di equipaggio Rinaldo Capello mentre è alla guida finisce fuori pista per il distacco di una ruota e si ritira. Torna a vincere nel 2008, conducendo un ritmo di gara molto intenso, riuscendo così a battere le veloci Peugeot 908. Nel 2009 giunge al 3º posto con la nuova Audi R15, rallentata da problemi al motore. Anche nel 2010 arriva 3º, dietro altre due Audi R15 Plus, dopo essere uscito di pista durante il doppiaggio di una BMW M3 GT2. Nel 2011 Kristensen non ha il tempo di guidare la nuova R18 TDI in gara, a causa di un incidente che coinvolge il suo compagno di equipaggio, Allan McNish, nelle prime fasi di gara e che costa loro il ritiro. Nel 2012 al volante della Audi R18 e-tron quattro chiude la gara in seconda posizione. Nel 2013 alla classica francese, al volante della Audi R18 e-tron quattro centra il suo nono successo.
Campionato DTM
Nel 2004, Kristensen esordisce nel Campionato Deutsche Tourenwagen Masters (DTM), ovviamente sempre guidando per il marchio Audi. Al pilota danese gli viene affidata l'Audi A4 DTM del team Abt Sportsline[6]. Nel suo primo anno nella serie ottiene la vittoria a Oschersleben[7] ed chiude quarto in classifica piloti e secondo tra i piloti Audi dietro al campione Mattias Ekström[8]. Confermato per le stagioni successive[9], Kristensen ottiene due terzi posti in classifica consecutivi nel 2005 e 2006.
Nel 2007 è coinvolto in un brutto incidente a Hockenheimring, per questo Kristensen è costretto a prendere un lungo periodo di pausa saltano tre corse della serie[10][11]. Questo incidente mise in pericolo anche alla partecipazione alla 24 Ore di Le Mans 2007, ma grazie al ok dei medici alla fine riesce a partecipare alla corsa. Partecipa a tempo pieno nella serie per altri due anni[12], fino al 2009 ottenendo un'altra vittoria, la quarta in totale nel DTM[13]. Nel 2011 torna nella serie per prendere parte solo al round di Lausitz, sostituendo l'infortunato Mike Rockenfeller[14].
Annuncia il suo ritiro dalle competizioni alla fine della stagione 2014[16], dopodiché ha iniziato ad occuparsi di supervisionare la condizione fisica dei piloti del team Audi[17] e a ricoprire il ruolo di ambasciatore Audi per le competizioni motoristiche.[2]
^abSi ritira Kristensen, mr Le Mans, su autosprint.corrieredellosport.it, 19 novembre 2014. URL consultato il 19 dicembre 2014 (archiviato dall'url originale il 19 dicembre 2014).