Тома Пожарлиев е роден в 1870 година в Енидже Вардар (Па̀зар), тогава в Османската империя, днес Яница, Гърция.[2] Брат е на полковник Иван Пожарлиев. Завършва VI клас в Българската гимназия в Солун. Става член на ВМОРО от 1895 година. Учителства в село БистрицаГорноджумайско. През 1896 година е арестуван и интерниран в родния си град. Подгонен от турските власти в 1898 година бяга в Княжество България. Под влияние на брат си, който по това време е поручик в Българската армия, се записва във Софийското военно училище, но го напуска, за да се върне с чета в Македония. През 1902 година влиза с чета на ВМОК във Воденско, но при Сборско е посрещнат от четата на Атанас Мурджев, който успешно го увещава да се откаже от въстанието и заедно заминават за Прилепско.[3]
По време на Илинденско-Преображенското въстание, заедно с Атанас Мурджев са войводи на чета в Кратовско. Четата на Пожарлиев и Мурджев се бие под знамето на Разградското македоно-одринско дружество. На 2 септември 1903 година в Руен планина се освещава знамето, след което четата заминава за Кратовско. На 25 септември четата на Пожарлиев и Мурджев, заедно с четата на войводите Григор Манасиев и поручик Иван Топчев и четата на войводата Никола Дечев (общо 152 души) е обкръжена и води тежко сражение в околностите на село Луково. След 10-часов бой с около 7000 редовна войска и башибозук, в който четите дават 8 жертви и в който загиват войводите Манасиев, Топчев и Дечев, Пожарлиев и Мурджев изтеглят през нощта оцелелите четници към границата на Княжество България.[4][5]
По-късно с други чети формират отряд от близо 450 въстаници, който под общото командване на поручик Сотир Атанасов води боеве с противника при Крива паланка и село Долна Любата. След потушаването на въстанието войводата Мурджев пази въстаническата светиня в своя дом, а през 1943 година я предава на Главния военен музей (днес Национален военноисторически музей.
През 1905 – 1906 година, по молба на войводата Пею Шишманов, Пожарлиев е изпратен за войвода в Чепеларско, Ахъчелебийско и Беломорска Тракия със задача борба с мародерстващи в района чети. През 1905 г. пленява и разоръжава четата на Никола Гюмюшев, а също така залавя мародерстващите Колю Пачаманов и Колю Чилингиров. До 1906, заедно с Шишманов се опитват да възобновят организационната мрежа на ВМОРО в Чепеларско и Ахъчелебийско.
Завръща се в България, учи земемерство и работи като геодезист в Казанлъшко и Свиленградско. Поради проявени високи способности е изпратен като държавен стипендиант да учи геодезия в Белград, но не успява да завърши, понеже е разкрит от сръбските власти като активист на ВМРО, срещу когото в Сърбия е издадена задочна смъртна присъда. След разкриването си бяга в България.
Въпреки оттеглянето си от активна революционна дейност, при вътрешните междуособици във ВМРО през 1925 г. срещу него е издадена смъртна присъда, което налага да се укрива до 1935 г. в Батак, където също работи като земемер. Умира на 5 декември 1938 година в София[6], където е и погребан. По време на съюзническите бомбардировки над София през Втората световна война гробът му е разрушен от авиационна бомба.[7]
Неговият син поручик Петър Томов Пожарлиев загива през март 1945 година като български войник през Втората световна война и е погребан във военното гробище в Харкан, Унгария.[8]