Tómas Lemarquis ist der Sohn des französischen Schauspielers Gérard Lemarquis und einer Isländerin. Er wuchs in einer isländischen Kleinstadt auf, bevor er nach Paris ging, um Unterricht an der Schauspielschule Cours Florent zu nehmen. Eine seiner Klassenkameradinnen war die französische Schauspielerin Audrey Tautou.