Li naskiĝis en London, kaj estis filo de silk-komercisto, kiu mortis dum lia frua infaneco. Post tio oni sendis Thomas Browne al la Winchester College, grava privata lernejo ĉe Winchester. En 1623 li eniris Pembroke College, kolegio de la Universitato de Oksfordo, kaj diplomiĝis en 1626. Post tio li studis la medicinon ĉe pluraj eŭropaj universitatoj, inkl. tiu de Leiden, kie li gajnis medicinan diplomon en 1633. De 1638 ĝis lia morto en 1682 li estis prospera kuracisto en Norwich. Preskaŭ senĝene li travivis la anglan enlandan militon. En 1673 la reĝo Karlo la 2-a vizitis Norwich kun sia korteganoj, kaj oni proponis ke urbestro estu kavalirigita, sed la urbestro ne akceptis la honoron, anstataŭe sugestante Thomas Browne. La reĝo konsentis.
Browne entombiĝis en la preĝejo St Peter Mancroft, Norwich.
Liaj verkaj plenas da aludoj al la Biblio kaj la klasika literaturo, kaj elmontras scivoleman intelekton kiu interesiĝas pri multaj temoj.
Lia plej fama verko estas Religio Medici, kiu furoris ne nur en Anglio sed ankaŭ en aliaj eŭropaj landoj. La libro estas deklaro de la religia kredo de Browne kaj psikologia mem-portreto. Browne verkis ĝin ĉ.1635 sed ĝi ne oficiale eldoniĝis ĝis 1643, post la apero de du ne-rajtigataj eldonoj. Por la oficiala eldono, Browne ellasis kelkajn religie provokajn enhavojn. Malgraŭ tio, en 1645 la Papo aldonis la verkon al la listo de libroj malpermesataj al rom-katolikoj. En la libro estas klare ke Brown kredis je sorĉistinoj, kaj fakte en 1662 li ĉe-estis proceson kontraŭ sorĉistinoj en Bury St Edmunds, Suffolk, dum kiu, per citado de similaj okazoj en Danlando, li helpis persvadi la ĵurion kulpigi la virinojn. La libro traktas multajn diversajn temojn, inter kiuj la okultismo kaj la natureco de la dormo.
Inter aliaj verkoj estas:
Pseudodoxia Epidemica (1646), en kiu Browne sprite demonstris la malpravecon de multaj legendoj kaj popularaj asertoj. La libro gravas por studentoj de la historio de la scienco.
Hydriotaphia, Urn Burial (1658), inspirata de la eltrovo en Norfolk de bronz-epokaj entombiĝoj en fajencaj urnoj: en la verko Browne meditis pri la diversaj popolaj entombigaj kutimoj kaj pri la efemereco de la homa famo.
The Garden of Cyrus (La Ĝardeno de Cyrus), kiu traktas la kvinkukson (angle kaj latine, "quincunx"), la aranĝo de kvin eroj kiel la punktoj de la ĵetkuba kvin. Browne uzas la kvinkukson por demonstri ke platonaj formoj sin trovas tratute la naturan mondon.