Studirao je na Sibelius akademiji u Helsinkiju u Finskoj, u klasi profesora Hanne Kiiski i Marka Ylönena, te kod profesora Young-Chang Choa na Folkwang Hochschule u Essenu u Njemačkoj. Polazio je majstorste tečajeve Trulsa Mörka, Garyja Hoffmana, Stevena Isserlisa i Fransa Helmerssona.
Osvojio je nagradu Turku Cello natjecanja 2002. te posebnu nagradu za najbolju izvedbu skladbe Magnusa Lindberga. Dvije godine kasnije bio je dobitnik nagrade na prestižnom violončelističkom natjecanju Pablo Casals u Kronbergu.
Kao solist i član ansambala nastupao je diljem Europe, Sjedinjenih Američkih Država, Japana, Južne Koreje, Kine i Ujedinjenih Arapskih Emirata. Kao solist nastupao je sa svim važnim orkestrima u Finskoj te s dirigentima kao što su Okko Kamu, Mikko Franck, John Storgårds, Jorma Panula, Ville Matvejeff, Susanna Mälkki, Pietari Inkinen, Markus Stenz, Grant Llewellyn, Joana Carmeiro i drugi.
Od 2007. solist je Helsinškog filharmonijskog orkestra. Redovito nastupa u klavirskom triju s Pietarijem Inkinenom i pijanisticom Valerijom Resjan. Nastupali su u mnogim prestižnim koncertnim dvoranama, kao što je primjerice Wigmore Hall. Njihov debitantski album objavljen je 2006. godine.
Od 2013. predaje na Sibelius akademiji.
Tuomas Ylinen svira na violončelu Giovanni Grancino iz 1704. godine.