War der einzige Sohn eines Tiroler Bergbauern. Wegen körperlicher Behinderung (seine rechte Hand war deformiert) konnte er den Hof nicht übernehmen, sondern sollte Priester werden. Er brach jedoch sein Studium am katholischen Gymnasium Borromäum in Salzburg ab und studierte an Handelsschulen in Graz, Feldkirch und St. Gallen. In der Schweiz soll er russische Revolutionäre kennen gelernt und den Marxismus entdeckt haben. Moser brachte drei Bücher im Eigenverlag heraus, er entfernte sich jedoch allmählich von der darin zum Ausdruck gekommenen Sympathie für die Kriegsziele Deutschlands und wurde Pazifist. Während des Ersten Weltkriegs wurde Moser in Deutschland verhaftet. 1919 flüchtete er über Polen nach Russland, wo er als politischer Emigrant anerkannt wurde. Er trat 1919 in die VKP(b) ein, der er bis zu seiner Verhaftung 1938 angehörte. Angaben über Mosers erste Jahre in Russland fehlen; bekannt ist nur, dass er 1924 an der sowjetischen Botschaft in Berlin arbeitete und seine Tiroler Verwandten besuchte. Ab 1930 leitete er landwirtschaftliche Betriebe für Viehzucht in Kirgisien und in der Deutschen Wolgarepublik, bevor er 1935 wieder mit seiner Familie in Moskau lebte und eine Stelle als Übersetzer im Staatsverlag fand. 1936 wechselte er zur "Deutschen Zentral-Zeitung" (DZZ), wo er zuerst als Redakteur und schließlich als Bibliothekar arbeitete. Moser wurde am 15. Februar 1938 verhaftet und der Spionage für Deutschland beschuldigt. Wie auch Adolf Klein wurde er von dem ebenfalls bei der DZZ tätigen Hermann Paul, Mitglied der VKP(b) (stammte aus Karbitz/Chabarovice bei Aussig, wurde am 9. Februar 1938 verhaftet), belastet. Moser bestritt alle Spionagevorwürfe, auch bei der Gegenüberstellung mit Paul. Moser, Paul und Klein wurden am 7. April 1938 in Butowo bei Moskau hingerichtet.

Moser, Anna: Thomas Moser, in: McLoughlin, Barry & Josef Vogl: ? Ein Paragraf wird sich finden. Gedenkbuch der österreichischen Stalin-Opfer (bis 1945), Wien: Dokumentationsarchiv des österreichischen Widerstandes, 2013, S. 146ff.