Красуйся, град Петров,
И стой неколебимо, как Россия!
Александр Сергеевич Пушкин
В 1799 году Тома де Томон прибыл в Санкт-Петербург. Здесь он вскоре приобрёл в высшем обществе известность своими мастерскими карандашными и акварельными рисунками. С 1800 года начал преподавать в Академии художеств, с 1811 года — в Институте корпуса инженеров путей сообщения.
В 1801 году император Александр I пожелал увеличить и отделать заново Большой театр. Эта задача была возложена на Тома де Томона, и он окончил её в 1805 году блестящим образом, за что получил титул придворного архитектора.
В 1805 году Тома де Томон принял от Джакомо Кваренги неудачный проект Санкт-Петербургской биржи на Васильевском острове, остановленный в 1787 году, так как возводимое здание не соответствовало облику города и градостроительным задачам. Вариант Тома де Томона был реализован в 1805—1810 годах в виде существующего доныне величественного здания, построенного по образцу древне-греческого храма.
      Одновременно с постройко Биржи Тома де Томон реализовывает свой проект ансамбля стрелки Васильевского островаВ 1806 году Тома де Томон победил в конкурсе на лучший проект мавзолея Павлу I в Павловске. Ещё один проект Тома де Томона фонтаны вдоль дороги из Петербурга в Царское Село.
В 1813 году, обследуя здание Большого театра, архитектор упал с лесов и вскоре скончался от полученных травм.
      Достоверных портретов Тома де Томона не сохранилось. В 2009 году напротив выхода в город со станции метро «Спасская» установлен памятный знак «Зодчеству Петербурга»,