Pemain yang biasa berposisi sebagai bek tengah itu direkrut oleh Melbourne Victory untuk masuk ke tim junior mereka.
Karena talenta yang menonjol, Deng promosi ke tim utama Melbourne Victory dan menjalani debutnya pada di tim senior pada 2015 pada ajang FFA Cup Australia.
Di tahun yang sama, Deng menjalani debut di A-League bersama Melbourne. Bakat Deng tercium hingga Eropa hingga akhirnya dipinjam Jong PSV selama satu musim pada Juni 2016.
Namun, Deng tak banyak mendapat kesempatan di sana karena cuma tampil 5 kali. Di musim selanjutnya, dia kembali ke Melbourn Victory.
Setelah lima tahun di Melbourne Victory dengan memberikan satu gelar A-League, Thomas Deng memperluas kariernya dengan bergabung bersama Urawa Red Diamond pada Januari 2020.
Sejak bergabung dengan Urawa Red, Deng banyak mendapat kesempatan dengan tampil 25 kali di semua ajang.
Adapun, karier Thomas Deng di tim nasional dimulai saat dia masuk ke skuat Australia untuk Piala Asia U-23 2016.
Dia kemudian menjalani debut di tim nasional senior Australia pada laga persahabatan melawan Kuwait pada Oktober 2018.
Deng juga berandil besar membawa Australia U-23 menempati posisi ketiga pada Piala Asia U-23 2020 di Thailand.
Baca Juga: Timnas Indonesia U-23 akan Uji Coba dengan Tajikistan
Di ajang Olimpiade Tokyo 2020, Thomas Deng lantas dipercaya menjadi kapten. Dia mencetak satu gol dalam kemenangan 2-0 Australia atas Argentina. Namun sayangnya Thomas Deng gagal membawa Australia lolos dari fase grup.