1993, il publie son premier recueil de nouvelles,"Situation instable penchant vers le mois d’août".
Après avoir été libraire pendant 10 ans à la librairie Tropismes (Bruxelles), il est devenu professeur de littérature dans les écoles supérieures artistiques de La Cambre et de Saint-Luc. Il est également chroniqueur régulier depuis 2006 pour l'émission radio Le Jeu des dictionnaires (La Première), le journal Le Soir et l'émission télévisée Les Bureaux du pouvoir de La Une.
Le 6 mars 2008, pour récupérer les droits d’un de ses recueils de nouvelles, Carbowaterstoemp, et pour éviter les coûts d'un procès, Gunzig, ceinture marron de karaté, provoque en duel l'éditeur Luc Pire, ceinture rouge de taekwondo, pendant la Foire du livre de Bruxelles. Le combat se termine par la victoire de l'auteur qui récupère ainsi ses droits1,2.
Il reçoit le prix Victor Rossel 2001 pour son premier roman Mort d'un parfait bilingue et le prix des Éditeurs en 2003 pour son recueil de nouvelles Le plus petit zoo du monde.
Il a contribué à quatre reprises à la revue littéraire en ligne Bon-à-tirer, y publiant des nouvelles inédites.
Depuis avril 2010, il est chroniqueur dans l'émission radio Matin Première, où il dresse dans son Café Serré un portrait de l'invité du jour.
En 2013, son roman Manuel de survie à l'usage des incapables rencontre le succès[réf. nécessaire] et, en 2014, il écrit une pièce de théâtre, un « seul en scène », Et avec sa queue il frappe, d'abord jouée au théâtre les Tanneurs puis au festival d'Avignon.
La fiction de Gunzig est marquée par son humour noir, comme dans son recueil, Le Plus Petit Zoo du monde, où chaque nouvelle met en scène un animal sympathique et familier qui connaît un sort funeste. Très présente, la critique sociale n'est jamais orientée, ni catégorisable. Enfin, il oscille entre une culture érudite et une culture populaire, à laquelle il rend explicitement hommage dans 10 000 litres d'horreur pure.
Il écrit à l'occasion pour le théâtre et pour le cinéma : il a notamment co-signé le scénario du film Le Tout Nouveau Testament avec le réalisateur Jaco Van Dormael, film sélectionné dans la section parallèle de la Quinzaine des réalisateurs du Festival de Cannes 2015 et qui a remporté le prix du Best Screenplay au Festival international du film de Dublin en plus être nommé pour le Golden Globe du meilleur film en langue étrangère à la 73e cérémonie des Golden Globes et pour le César du meilleur film étranger à la 41e cérémonie des César.
Thomas Gunzig est le fils du cosmologue Edgard Gunzig. Son enfance a été marquée par sa dyslexie ; il a d’abord connu une scolarité difficile avant d’obtenir une licence de sciences politiques.