Thomas Kiefer ist in Perl/Mosel aufgewachsen und studierte zunächst Kirchenmusik an der Hochschule für Musik Saar (Chorleitung: Andreas Göpfert, Orchesterdirigieren: Max Pommer), ergänzt durch zahlreiche Meisterkurse (u.a. bei John Scott, Stefan Parkman). Fasziniert von der schwedischen Chortradition nahm er 2003 ein zweijähriges Aufbaustudium Chordirigieren in der Klasse von Anders Eby an der Königlichen Musikhochschule Stockholm auf, das ihn nachhaltig geprägt hat. Im Herbst 2004 gewann Thomas Kiefer beim 3. Internationalen Wettbewerb für junge Chordirigenten in Wien den 1. Preis und den Sonderpreis des Wiener Singvereins.
Im September 2005 kam er als Domkantor an den Trierer Dom und wurde mit der Leitung der Nachwuchschorarbeit betraut: zunächst Kinder- und Jugendkantorei, später Domsingknaben und Mädchenchor (bis Oktober 2016). Seit September 2013 trägt er als Domkapellmeister die Gesamtverantwortung für Chor- und Orchestermusik an Deutschlands ältester Kathedrale.
Er übte Dozententätigkeiten an der Hochschule für Musik Saar, für Europa Cantat und andere Chorverbände aus. In besonderer Weise engagierte er sich als Präsidiumsmitglied im Deutschen Chorverband Pueri Cantores und war 2015 als künstlerischer Leiter und Projektleiter verantwortlich für das 5. Deutsche Chorfestival Pueri Cantores mit 3.000 Jugendlichen aus 100 Chören.
Zum 1. Oktober 2016 folgte Thomas Kiefer einem Ruf als Professor für Chorleitung an die Universität für Musik und darstellende Kunst Wien.