Někdejší augustiniánský klášter založil v roce 1350 markrabě Jan Jindřich Lucemburský, bratr císaře Karla IV, stavbu poté dokončoval jeho prvorozený syn, markrabě Jošt, který je pochován v hrobce před hlavním oltářem. Z původního inventáře se v kostele dochovala kamenná pieta z doby kolem roku 13 85. Někdejší augustiniánský klášter založil v roce 1350 markrabě Jan Jindřich Lucemburský, bratr císaře Karla IV, stavbu poté dokončoval jeho prvorozený syn, markrabě Jošt, který je pochován v hrobce před hlavním oltářem. Z původního inventáře se v kostele dochovala kamenná pieta z doby kolem roku 1385. Toto dílo je projevem nejvyššího dvorského umění ve stylu parléřské huti a proto je některými odborníky autorství piety připisováno Jindřichu Parléřovi, který se v letech 1381–87 uvádí jako kameník a stavitel ve službách markraběte Jošta. Císař Karel VI. věnoval klášteru deskový obraz madony - italobyzantskou ikonu ze 13. století, nazývanou Perla Moravy či Palladium Moravy, která se stala předmětem úcty. Úspěšná obrana Brna při obléhání Švédy je považována za zázrak, připisovaný právě přímluvě Panny Marie svatotomské.
V průběhu třicetileté války byl kostel velmi poškozen. Nový barokní trojlodní chrám sv. Tomáše byl podle plánu Jana Křtitele Erny postaven v období 1665-75. Nový pozdně barokní klášterní komplex byl vybudován podle plánů Mořice Grimma. Konec slavného působení augustiniánů u svatého Tomáše způsobil Josef II., který konvent přestěhoval v roce 1783 do budov zrušeného kláštera cisterciaček na Starém Brně. Klášterní kostel se stal 1.září 1784 kostelem farním pro nově zřízenou farnost na severním předměstí Brna.

Hlavní oltář s obrazem Zjevení Krista apoštolům od rakouského malíře Franze Antona Maulbertsche navrhl a sochařskou výzdobu provedl v letech 1762-1764 Josef Winterhalder st. společně s Jakubem Scherzem. Scherz je také autorem dvou bočních oltářů v presbytáři s obrazy Tadeáše Rottera. Ostatní převážně černozlaté boční oltáře pocházejí z konce 17. století a podíleli se na nich sochaři Ferdinand Pfaundler, Baltasar Frobel a Jan van der Furth.
Martin Antonín Lublinský namaloval obraz na oltáři Anděla Strážného a obraz sv. Augustina, který je kopií obrazu Petra P.Rubense z kostela sv. Tomáše v Praze na Malé Straně. Pražský malíř Jan Jiří Heinsch dodal titulní obraz na oltář sv. Starosty. Varhanní skříň byla objednána v dílně Antonína Rigy, kazatelna je dílem F. Pfaundlera s obrazy připisovanými Janu Křtitelu Spiessovi.
V boční kapli zasvěcené Panně Marii Bolestné je umístěna cenná gotická kamenná Pieta horizontálního typu, jejíž autorství je připisováno Jindřichu Parléřovi, který pracoval jako kameník a stavitel ve službách markraběte Jošta. V čele levé lodi stojí barokní oltář s gotickým krucifixem s anděly od Jana J. Schaubergera. ento oltář kryje původní vstup do Mariánské kaple, kde byla do zrušení kláštera uchovávána na stříbrném oltáři ikona Panny Marie Svatotomské. Dnes se nachází v bazilice na Starém Brně. V hrobce umístěné před hlavním oltářem jsou uloženy ostatky markraběte Jošta.

Betlém
Historie: V době kolem roku 1950 navrhla sochařka Jánská pro kostel sv. Tomáše betlém, který byl umístěn v kapli Nejsvětější Trojice a skládal se z dřevěné konstrukce, na které byly z juty nakašírovány tři pahorky. Pod prostředním pahorkem byla jeskyně s figurami Svaté rodiny, na okolních pahorcích ovečky s pastýři a za pahorky byl umístěn trojkřídlý obraz Jeruzaléma. Tyto dekorace však byly, kromě obrazu Jeruzaléma, poničeny.
Po generální úpravě kostela sv. Tomáše nechal Ludvík Kolek vytvořit nové dřevěné dekorace – vstupní bránu, skály v pozadí a přístřešek, pod kterým je Svatá rodina. Figury jsou z původního betlému z 50.let, vyřezané v dílně bratří Kotrbů.
Popis: Betlém je tvořen dřevěnými dekoracemi – chýší, branou a skálami. Figury jsou uspořádány s ohledem na perspektivu – větší vpředu (pastýři u ohně, mouřenín klečící před branou), menší vzadu (žena s dítětem, Svatá rodina). Nad chýší je umístěna figura anděla s nápisem „Sláva na výsostech Bohu“. Zvláštností tohoto betléma je existence 2 souborů Svaté rodiny. Od slavnosti Narození Páně do slavnosti Zjevení Páně tvoří Svatou rodinu malá figurka Ježíška a klečící postavy Panny Marie a sv. Josefa, od slavnosti Zjevení Páně je v jesličkách uložena větší figurka Ježíška, sv. Josef stojí, Panna Maria sedí a do základní sestavy betléma přibudou figury Tří králů.