Tobias Menzies se graduó de la Royal Academy of Dramatic Art (RADA) en 1998 y comenzó su carrera actoral en populares series británicas como Foyle's War (2002), Midsomer Murders (1997) y Casualty (1986). También apareció en el controvertido drama A Very Social Secretary (2005). Es mejor conocido por el público internacional como Marcus Junius Brutus en la serie de televisión Rome (2005).

Tuvo un papel cinematográfico importante en The Low Down (2000) junto a Aidan Gillen y participó en el reinicio de 2006 de la franquicia de James Bond, Casino Royale (2006). En 2007 aparece como William Elliot en la producción de ITV de la novela clásica de Jane Austen, Persuasion (2007), y como Derrick Sington en el drama de Channel 4 The Relief of Belsen (2007).

En televisión, fue actor invitado en las temporadas 3 y 6 de Game of Thrones (2011) de HBO como Edmure Tully, y protagonizó como Jack Randall y Frank Randall en Outlander (2014) de Starz. Interpreta a Philip, duque de Edimburgo, en la serie dramática histórica de Netflix The Crown (2016) desde su tercera temporada.

En el teatro, sus créditos incluyen al joven profesor Irwin en The History Boys de Alan Bennett y la producción de Michael Blakemore en el West End de Three Sisters, por la cual fue nominado al Ian Charleson Award. Fue un aclamado por la crítica Hamlet en Hamlet de Rupert Goold en el Royal Theatre.