Thomas Larrieu et ses coéquipiers (en noir), ici auprès des joueurs du lycée de Munakata (en vert), remportent le Sanix World Rugby Youth Tournament en 2009.
Thomas Larrieu commence le rugby à XV très jeune au Saint-Paul sports avant de rejoindre le club voisin de l'US Dax en catégorie minimes 2e année[3].
Il joue pendant sa scolarité aux postes de troisième ligne centre et de pilier[3]. Il participe au Sanix World Rugby Youth Tournament(en) en 2009, un tournoi rassemblant les meilleurs lycées japonais ainsi que des lycées des grandes nations du rugby pour une Coupe du monde scolaire organisée sur le sol japonais. Avec le Dax Landes High School qui représente le lycée Borda, il remporte cette édition[4].
Après son passage au pôle espoirs de Bayonne, il est appelé à intégrer la promotion Jacques Fouroux 2009-2010 du Pôle France[3],[5] ; c'est pendant cette année qu'il se reconvertit définitivement au poste de talonneur[3], et qu'il joue sous le maillot national en catégorie des moins de 18 ans[6]. Il porte également le maillot bleu en catégorie des moins de 19 ans à plusieurs reprises[3],[7],[8].
Il joue son premier match avec l'équipe professionnelle rouge et blanche en [3], signant par la suite à la fin de la saison son premier contrat espoir pour deux années[9],[10] ; ce dernier est reconverti en contrat professionnel pour la saison 2013-2014[11].
Non conservé par le club dacquois au terme de cette saison, il signe en 2014 chez le Stade Rodez, alors en Fédérale 1[12]. Une saison plus tard, il rejoint l'US Romans Péage[13]. Au sein du Valence Romans Drôme Rugby, nouvelle identité du club après la fusion de ceux de Romans Péage et de La Voulte Valence, il se voit attribuer le rôle de capitaine de l'équipe[14].
Après une saison en Pro D2 avec le VRDR, Larrieu donne son accord pour rejoindre le club de Colomiers Rugby pendant deux années, à compter de la saison 2020-2021[15]. Il prolonge son contrat à plusieurs reprises, jusqu'en 2024[16] puis 2026[17]. Il hérite du brassard de capitaine en [18].
