Thomé utexaminerades från Polytekniska institutet i Helsingfors 1898 och praktiserade bland annat hos Lars Sonck och Omni Törnqvist. Han samarbetade med Karl Lindahl 1900–1905 och därefter på flera andra arkitektbyråer, däribland den som drevs av Wilhelm Udd och hans bröder 1909–1912, innan han tillsammans med brodern Ivar Thomé grundade byrån Valter & Ivar Thomé, vilken blev mycket framgångsrik inom både stadsplanering och byggnadsarkitektur. Bröderna uppgjorde även byggnadsplaner för flera städer och samhällen, bland annat Mänttä (från 1901), Kuusankoski (1912) och A. Ahlström Oy:s fabrikssamhälle i Varkaus (1914).
