Tom Hardy chamou a atenção do público mundial com sua atuação revelação como Eames no thriller de ficção científica de Christopher Nolan, Inception (2010). No entanto, o versátil ator vem trabalhando continuamente no teatro e no cinema desde sua estreia na televisão na minissérie Band of Brothers (2001). Depois de ser escalado para o drama da Segunda Guerra Mundial, Hardy abandonou seus estudos no prestigiado Drama Centre de Londres e foi subsequentemente escalado como Twombly em Black Hawk Down (2001), de Ridley Scott, e como o vilão Shinzon em Star Trek: Nemesis (2002).

Tom passou a adolescência e o início dos vinte anos lutando contra a delinquência, o alcoolismo e o vício em drogas; após concluir seu trabalho em Star Trek: Nemesis (2002), ele buscou tratamento. Retornando ao trabalho em 2003, Hardy recebeu o prêmio Evening Standard de Ator Revelação por suas performances teatrais nas produções "In Arabia, We'd All Be Kings" e "Blood". Em 2003, Tom também coestrelou a peça "The Modernists" com Paul Popplewell, Jesse Spencer e Orlando Wells.

Durante os cinco anos seguintes, Hardy trabalhou consistentemente em cinema, televisão e teatro, interpretando papéis tão variados como Robert Dudley na produção da BBC The Virgin Queen (2005), Bill Sikes em Oliver Twist (2007) e estrelando "The Man of Mode" no National Theatre. Nas telonas, ele apareceu no thriller policial Layer Cake (2004) com Daniel Craig, no filme de Sofia Coppola, Marie Antoinette (2006), e na comédia Scenes of a Sexual Nature (2006).

Em 2006, Hardy criou a "Shotgun", uma companhia de teatro underground, junto com o diretor Robert Delamere, e dirigiu uma peça, escrita para a companhia, chamada "Blue on Blue". Em 2007, Hardy recebeu uma indicação ao BAFTA de melhor ator por sua comovente atuação como Stuart Shorter na adaptação da BBC da biografia best-seller de Alexander Masters, Stuart: A Life Backwards (2007). Aclamado por sua atuação transformadora, Hardy foi elogiado por sua interpretação emocional e fisicamente convincente no conto trágico e caloroso de Shorter, um homem sem-teto e ocasionalmente violento que sofria de vício e distrofia muscular.

No ano seguinte, ele apareceu como o bandido gay Handsome Bob no filme de Guy Ritchie, RocknRolla (2008), mas seria sua próxima transformação que provaria sua extensa versatilidade e impressionaria os críticos. No filme Bronson (2008), Hardy interpretou o notório Charles Bronson (nome de batismo, Michael Peterson), o "prisioneiro mais violento da Grã-Bretanha". Careca, musculoso e equipado com o bigode de homem forte característico de Bronson, Hardy é irreconhecível e faz uma atuação angustiante que é fisicamente destemida e psicologicamente perturbadora. O diretor Nicolas Winding Refn quebra a quarta parede com Hardy recontando suas histórias diretamente para os espectadores, bem como as performando abertamente diante de uma plateia de sua própria imaginação. A atuação mistura brutalidade aterrorizante, exibicionismo de vaudeville, humor irônico e uma quantidade alarmante de comprometimento, e rendeu a Hardy um British Independent Film Award de Melhor Ator. A atuação chamou a atenção de Hollywood e, em 2009, Hardy foi nomeado um dos "10 Atores para Observar" da Variety. Naquele ano, ele continuou a ganhar elogios por seu papel principal em The Take (2009), uma adaptação em quatro partes do best-seller policial de Martina Cole, bem como por sua atuação como Heathcliff em uma versão de Wuthering Heights (2009).

Trabalhos recentes incluem a já mencionada aparição revelação em Inception (2010), ao lado de Leonardo DiCaprio, Joseph Gordon-Levitt, Cillian Murphy, Tom Berenger, Ken Watanabe, Michael Caine, Marion Cotillard e Elliot Page. O filme foi lançado em julho de 2010 e se tornou um dos 25 filmes de maior bilheteria de todos os tempos, recebendo oito indicações ao Oscar (incluindo Melhor Filme) e ganhando quatro.

Outros filmes incluem Warrior (2011), com Joel Edgerton, a história de dois irmãos distantes enfrentando a luta de uma vida, do diretor Gavin O'Connor, e This Means War (2012), dirigido por McG e coestrelado por Reese Witherspoon e Chris Pine. Tom também estrelou o aclamado thriller da Guerra Fria, Tinker Tailor Soldier Spy (2011), com Colin Firth e Gary Oldman. Hardy se reuniu com Christopher Nolan para The Dark Knight Rises (2012); ele interpretou o papel do vilão Bane, ao lado de Christian Bale, Anne Hathaway, Joseph Gordon-Levitt e Gary Oldman. O físico ameaçador de Hardy e a voz embaralhada e difícil de distinguir de seu personagem tornaram-se um grande ponto de discussão quando o filme foi lançado.

Fora da atuação, Hardy é patrono da instituição de caridade "Flack", uma organização que auxilia na recuperação de moradores de rua em Cambridge. E em 2010, Hardy foi nomeado Embaixador do The Prince's Trust, que ajuda jovens desfavorecidos. Nos palcos recentes, ele estrelou a peça de Brett C. Leonard, "The Long Red Road", no início de 2010. Escrita para Hardy e dirigida por Philip Seymour Hoffman, a peça foi encenada no Goodman Theater de Chicago.

Em 2015, Hardy estrelou como o icônico Mad Max no reboot de George Miller para sua franquia, Mad Max: Fury Road (2015). Ele também recebeu um British Independent Film Award por sua interpretação dos gêmeos Kray, Ronnie e Reggie, em Legend (2015), e uma indicação ao Oscar de Melhor Ator Coadjuvante por seu papel como John Fitzgerald em The Revenant (2015). Hardy também estrelou a série da BBC Peaky Blinders (2013), ao lado de Cillian Murphy, e a série de televisão Taboo (2017), ambas criadas por Steven Knight.

Ele tem uma história de motociclista fora da lei entre outros projetos em desenvolvimento. Em 2018, foi nomeado Comandante da Ordem do Império Britânico nas Honras de Aniversário da Rainha por seus serviços ao drama.