Setelahnya, Tom menjadi bagian dari Farindo Investments pada 2002-2005 dan kemudian mendirikan Quvat Management pada tahun 2006, di mana ia menjabat sebagai pendiri, Chief Executive Officer, dan Managing Partner. Selain itu, Tom menjabat sebagai Presiden Komisaris di PT Graha Layar Prima atau Blitz Megaplex pada 2012-2014.
Sebelum menjadi figur dekat Anies Baswedan, Tom Lembong merupakan salah satu orang terpercaya Jokowi, menulis pidato untuknya sejak Jokowi menjabat sebagai Gubernur DKI Jakarta hingga menjadi Presiden RI.
Tom memasuki dunia politik sebagai penasihat ekonomi dan penulis pidato untuk Jokowi selama masa jabatan Gubernur DKI Jakarta dan terus berlanjut selama kepemimpinan Jokowi sebagai Presiden.
Jokowi kemudian menunjuk Tom sebagai Menteri Perdagangan pada periode 2015-2016, dan kemudian sebagai Kepala Badan Koordinasi Penanaman Modal (BKPM) pada periode 2016-2019, yang sekarang dikenal sebagai Kementerian Investasi.
Saat ini, Tom menjabat di Dewan Penasihat Internasional Institut Kajian Strategis Internasional (IISS) di London dan Dewan Penasihat Internasional Plastic Omnium, perusahaan komponen otomotif di Perancis. Pada Agustus 2021, ketika Anies Baswedan masih menjabat sebagai Gubernur DKI Jakarta, Tom diangkat sebagai Ketua Dewan PT Jaya Ancol, satu-satunya Badan Usaha Milik Pemerintah Provinsi di Indonesia yang terdaftar di Bursa Efek Indonesia (BEI).
Setelah itu, Tom mendirikan Consilience Policy Institute yang beroperasi di Singapura, berfungsi sebagai pusat pemikiran untuk mendorong kebijakan ekonomi internasionalis dan reformis di Indonesia.