Assistant-monteur dès l'âge de 19 ans, Ralph Thomas fait un détour par le journalisme avant de revenir définitivement vers le cinéma en réalisant en 1949 Helter Skelter.
Metteur en scène un peu touche à tout, il réalise notamment la série populaire des Doctor (sept films entre 1954 et 1970, dont quatre avec Dirk Bogarde, dans le rôle du docteur Simon Sparrow ; parmi ceux-ci, Rendez-vous à Rio (1955) avec la jeune Brigitte Bardot), une nouvelle adaptation des 39 marches (1959), plus proche du roman que celle d'Hitchcock ou encore un ersatz de James Bond avec Deadlier than the male (1966).
Au début des années 70, il tentera de relancer une nouvelle série, celle des Percy (Percy en 1971 et Percy's progress en 1974), mais sans grand succès.