Thomas Johann Bauer studierte Katholische Theologie in Regensburg und Rom (Dipl.Theol.) sowie Klassische Philologie in Gießen (M.A.). 2006 wurde er an der Justus-Liebig-Universität Gießen zum Dr. phil. und 2011 an der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg zum Dr. theol. promoviert. Nach der Tätigkeit als Wissenschaftlicher Mitarbeiter in Gießen und Akademischer Rat a.Z. in Freiburg war Bauer 2013 assoziierter Professor für Neues Testament an der Universität Freiburg/Fribourg CH. Seit 1. Januar 2014 ist er als Professor für Exegese und Theologie des Neuen Testaments an der Universität Erfurt tätig.
In der Forschung beschäftigt sich Thomas Johann Bauer vornehmlich mit neutestamentlichen und frühchristlichen Briefen und ihrer Einordnung in die Kultur und Literatur der Antike. Zudem ist er wissenschaftlicher Leiter des Vetus Latina Instituts (Beuron), das an der Rekonstruktion und Edition der ältesten lateinischen Bibelübersetzungen arbeitet.