Після 3-го курсу у 1941 році за контрактом вступає до льотного училища в Корсикані, штат Техас. Після навчання та проходження курсу льотної підготовки в Рендольф Філдз, отримує звання пілота.
У лютому-березні 1943 року він проходить курс перепідготовки на літаку Lockheed P-38 Lightning, після чого направляється до 49-ї винищувальної групи, що діяла в південній частині Тихого океану. За 5 місяців потому в складі 5-го повітряного флоту США під керівництвом генерал-лейтенантаДжорджа Кеннея була створена 475-а винищувальна група на літаках Lockheed P-38 Lightning і Томас Макгвайр увійшов до складу 431-ї винищувальної ескадрильї цієї групи.
17 жовтня 1943 року Макгвайр ледь не загинув, вступивши у бій з 7-ма японськими винищувачами Mitsubishi A6M Zero. Під час бою збив три літаки, але й сам був збитий. Вистрибнув з парашутом у океан, де його, з численними пораненнями і травмамами, підібрав екіпаж торпедного катера. Після 6-тижневого перебування у шпиталі, повернувся у стрій. За цей бій був нагороджений Срібною Зіркою та Пурпуровим Серцем.
У подальшому обіймав посаду командира 431-ї винищувальної ескадрильї.
7 січня 1945 року у складі групи з 4 винищувачів під час повітряного бою над островом Негрос загинув. Двигун його літака заглох під час виконання складного маневру й винищувач впав на землю й вибухнув.
