Podczas pobytu w Wiedniu otrzymał zlecenie na budowę galerii przy zamku Lubomirskich w Łańcucie. Dla książąt Esterházych zaprojektował 1794 budynek szkolny w Wiedniu i łaźnie w Eisenstadt.
Wcześniej, bo w roku 1792, otrzymał za pośrednictwem ambasadora Rosji w Wiedniu, księcia Dymitra Golicyna zaproszenie od jego brata wicekanclerza Aleksandra Golicyna. Po krótkim pobycie w Moskwie przybył 1799 do Petersburga. Od roku 1800 został wykładowcą Akademii Sztuk Pięknych w Petersburgu.
Nagrobek Thomasa de Thomon na Cmentarzu Łazarewskim w Sankt Petersburgu
W roku 1801 na zlecenie cara Aleksandra I rozbudował petersburski Teatr Wielki wzniesiony w latach 1775–1783 według projektu Ludwika Filipa Tischbeina. Po ukończeniu przebudowy 1805 Thomas de Thomon w uznaniu zasług otrzymał tytuł nadwornego architekta. Budynek Teatru Wielkiego został w roku 1886 częściowo rozebrany i zaadaptowany dla Konserwatorium Petersburskiego.
W latach 1804–1813 tworzył projekty dla Cesarskiej Manufaktury Szklanej w Petersburgu.
W roku 1806 wygrał konkurs na projekt mauzoleum cara Pawła I. W latach 1804–1809 zrealizował projekt opery w Odessie, która w końcu XIX wieku została przebudowana według projektu wiedeńskich architektów Helmera i Fellnera. W Połtawie wzniósł pomnik-kolumnę dla uczczenia stulecia Bitwy Połtawskiej.
Thomas de Thomon opublikował zbiór swoich projektów pod tytułem «Recueil des façades des principaux monuments construits à St.-Pétersbourg par Thomas de Thomon» (Sankt Petersburg, 1806).
Wydał też podręcznik malarstwa pod tytułem «Traité de peinture, précédé de l’ongine des arts» (Sankt Petersburg, 1809),
