Ingénieur civil du bâtiment de formation (UCLouvain 1999), Thomas Vilquin débute sa carrière par un projet de recherche en optimisation structurelle au sein du bureau d’architectes et d’ingénieurs bruxellois Samyn & Partners (1993-2003).
Ensuite, à la Faculté d’Architecture de l’Université Libre de Bruxelles (2003-aujourd’hui), ses enseignements se concentrent sur la conception structurelle et les matériaux écologiques, ce qui se traduit également par la direction de mémoires de master et l’accompagnement de projets de recherche. Il a également fondé le groupe de travail de la faculté sur la durabilité.
Depuis 2014, il est membre du comité scientifique de la Conférence internationale sur les structures et l’architecture, et a cofondé en 2018 le réseau belge des enseignants en structure dans les écoles d’architecture, «Matters of Abstraction».