Тома Давидов е роден на 2 мај 1863 година во Ловеч, Бугарија. По народност бил Бугарин.
По завршувањето на медицинските студии учествувал како доброволец во Српско-бугарската војна во 1885 година. Подоцна завршил и Воено училиште во Софија, каде што бил соученик на Гоце Делчев и Борис Сарафов.
Во летото 1895 година влегол во Македонија со четите испратени од Врховниот македонски комитет и учествувал во Мелничкото востание.
Во 1899 година, заедно со Борис Сарафов, Андон Бузуков, 6Стојан Ковачев и Христо Саракинов, бил избран во раководството на Врховниот македонски комитет (ВМОК). Во 1900 година повторно бил избран во раководството, овојпат како потпретседател на Комитетот.
Разочаран од внатрешните идејни и политички судири меѓу македонско-одринските дејци, во септември 1902 година заминал со чета во Македонија. И покрај разликите меѓу ВМОК и ВМОРО, Гоце Делчев го назначил за војвода на Ревизорска чета во Битолско, Охридско и Демирхисарско. Неговата задача била да врши воена подготовка и обука на војводите и четниците во пресрет на претстојното востание.
На 14 март 1903 година добил известување дека четата на војводата Димитар Димитров е опколена во близина на селото Арбиново. Следниот ден, на 15 март, Давидов пристигнал со околу 80 борци за да помогне. Меѓутоа, до неговото пристигнување, Димитар Димитров успеал да се извлече од опсадата и да се повлече.
На враќање, во близина на селото Оздолени, четата на Давидов наишла на башибозук, по што започнала жестока борба. Во судирот Тома Давидов бил смртно погоден и загинал.
Тој останува запаметен како искусен воен деец, член на раководството на Врховниот македонски комитет и револуционер кој ги вложил своето знаење, авторитет и живот во подготовките за ослободителната борба на Македонија.