S-a născut la 21 august 1925, într-o familie de aromâni din localitatea grecească Aetomilitsa, comuna Konitsa, din Grecia. Tatăl său a fost Nico Caragiu, iar mama sa Atena Papastere Caragiu. Familia sa s-a stabilit în orașul Ploiești. În timpul Liceului 'Sfinții Petru și Pavel' din Ploiești, a fost ales pentru trupa de teatru de acolo, unde a și scris în revista 'Frământări'. S-a înscris apoi la Facultatea de Drept, dar a abandonat cursurile și s-a înscris la Conservatorul de Muzică și Artă Dramatică din București, conform https://www.cinemagia.ro/.
La 1 mai 1948 este angajat ca membru la Teatrului Național. Iar in 1949, la 24 ani, obține diploma de absolvire a Institutul de Artă Teatrală și Cinematografică (IATC).
În 1948, la vârsta de 23 de ani, s-a angajat ca membru al corpului artistic din cadrul Teatrului Național. Debutul s-a produs în 1948, pe scena Studioului Teatrului Național, în timp ce era student în anul III, cu rolul unui scutier din 'Toreadorul din Olmado', în regia maestrului Ion Sahighian. În 1949 a absolvit IATC, iar în 1951 s-a angajat la 'Teatrul de Stat' din Constanța, conform site-urilor https://cimec.ro/toma-caragiu/ și https://www.cinemagia.ro/.
În 1953, la doar 28 de ani, a fost numit director al 'Teatrului de Stat' din Ploiești, titulatură pe care o va deține până în 1965. În 1965 i s-a alăturat lui Liviu Ciulei și s-a mutat la Teatrul Bulandra din București.
Dintre rolurile sale în piese de teatru amintim: Rică Venturiano - O noapte furtunoasă de I. L. Caragiale (premiera: 1954); Figaro - Nunta lui Figaro de Beaumarchais (premiera: 1955); Ianke - Take, Ianke și Cadâr de Victor Ion Popa (premiera: 1956); Pampon - D'ale carnavalului de I.L. Caragiale (premiera: 1962); Bertoldo - Bertoldo la curte de Leunid Rahmaninov (premiera: 1963); Mackie Șiș - Opera de trei parale de Bertold Brecht (premiera: 1964); Tipătescu - O scrisoare pierdută de I.L. Caragiale (premiera: 1972); Primarul - Revizorul de Gogol, Ion - Puterea și adevărul de Titus Popovici (premiera: 1972); James Tyrone - Lungul drum al zilei către noapte de Eugene O'Neill (premiera: 1976), conform https://www.dmtr.ro/ și cimec.ro.
Din bogata sa filmografie, amintim rolurile din: 'Vara romantică' (r. Sinișa Ivetici, 1961), 'Poveste sentimentală' (r. Iulian Mihu, 1962), 'Procesul alb (Iulian Mihu, 1965) Vremea zăpezilor (r. Gheorghe Naghi, 1966), Șeful sectorului suflete (r. Gheorghe Vitanidis, 1967), Răpirea fecioarelor (r. Dinu Cocea, 1968), Răzbunarea haiducilor (r. Dinu Cocea, 1968), Brigada Diverse intră în acțiune (r. Mircea Drăgan, 1970), B.D. la munte și la mare (r. Mircea Drăgan, 1971), Haiducii lui Șaptecai (r. Dinu Cocea, 1971), Brigada Diverse în alertă! (r. Mircea Drăgan, 1971), Facerea lumii (r. Gheorghe Vitanidis, 1971), Zestrea Domniței Ralu (r. Dinu Cocea, 1972), Bariera (r. Mircea Mureșan, 1972), Trei scrisori secrete (r. Virgil Calotescu, 1974), Mastodontul (r. Virgil Calotescu, 1975), Operațiunea Monstrul' (r. Manole Marcus, 1976), Serenada pentru etajul XII (r. Carol Corfanta, 1976), Buzduganul cu trei peceți (r. Constantin Vaeni, 1977), Marele singuratic (r. Iulian Mihu, 1977) etc, conform https://www.cinemagia.ro/
A avut zeci de înregistrări în emisiuni radio sau la televiziune, fiind celebre monologurile sale, dar și scenetele în care îi avea ca parteneri pe alți mari actori, în emisiuni de divertisment tv.
După o activitate neîntreruptă de peste trei decenii, a încetat din viață la cutremurul din anul 1977, împreună cu regizorul de film Alexandru Bocăneț. Corpul său neînsuflețit a fost descoperit la aproape o săptămână după cutremur, fiind înmormântat la Cimitirul Bellu, pe 11 martie, se mai arată pe site-ul https://cimec.ro/toma-caragiu/.
După 1989, Teatrul din Ploiești a fost numit Teatrul Toma Caragiu, iar strada pe care se află clădirea teatrului poartă același nume. În București, strada pe care se afla blocul în care a locuit actorul se numește Toma Caragiu, iar o sală a Teatrului Bulandra poartă numele actorului, conform https://www.bulandra.ro/.
Începând cu anul 2011, s-a organizat, anual, Festivalul Internațional de Teatru 'Toma Caragiu'. Prima ediția a avut loc, potrivit, https://www.teatruploiesti.ro/, în noiembrie 2011. Cea de-a 13-a ediție a avut loc în noiembrie 2023.
În 2025, la împlinirea a 100 de ani de la nașterea actorului, la teatrul din municipiul Ploiești, a avut loc premiera spectacolului 'TOMA - Un tribut Toma Caragiu' (mai 2025). Spectacolul 'TOMA - Un tribut Toma Caragiu' (regia: Vlad Trifas) este o 'evocare vibrantă, emoționantă, dar și cu accente ludice, a vieții și caracterului inconfundabil al lui Toma Caragiu, un proiect ce reconstruiește, cu sensibilitate și umor, portretul unuia dintre cei mai apreciați actori români ai secolului XX, o reverență simbolică în fața unei conștiințe artistice care a iubit scena, oamenii și adevărul', se arată pe site-ul Teatrului 'Toma Caragiu' din Ploiești. (Agerpres)