Том Йорк родился в Веллингборо, Англия. У него был врожденный дефект глазного яблока — до шести лет левый глаз был парализован. Еще ребенком он перенес пять хирургических операций, причем последняя оказалась настолько неудачной, что левый глаз почти полностью ослеп, а веко только чуть-чуть приподнималось. Проносив около года черную повязку, Том смог смутно видеть левым глазом. Профессия отца — продажа инструментов для химической промышленности — требовала постоянных переездов. Том часто менял школы, ему трудно было заводить друзей, одноклассники дразнили его из-за его проблемы с глазом, и большая часть его детства прошла в одиночестве.
Когда Тому исполнилось семь лет [семья жила тогда в Оксфорде], он получил в подарок первую гитару. На гитарные подвиги его вдохновило выступление гитариста Queen Брайана Мэя. Первая законченная песня, рожденная его фантазией, называлась «Mushroom Cloud» и описывала ядерный взрыв. В десять лет Том Йорк, уже ученик частной школы для мальчиков, присоединился к первой в своей жизни рок-группе.
В 1987 году 19-летний Том попал в автокатастрофу. Сам он почти не пострадал, но девушка, сидевшая на переднем сиденье рядом с ним, получила серьезные травмы. С тех пор музыкант испытывает панический страх перед автомобилями.
В университете Йорк специализировался на изящных искусствах и английском языке. А вечерами работал диджеем в клубе «Guild» и играл в команде Headless Chickens. Какое-то время он подрабатывал на полставки санитаром в психиатрической клинике.
Группа Radiohead была основана в 1985 году, и её состав с того времени не менялся. Стиль Radiohead традиционно определяют как альтернативный рок, хотя на разных этапах звучание варьировалось от брит-попа до арт-рока и электронной музыки.
Дебютный сингл «Creep» вышел в 1992 году и первое время оставался незамеченным, однако стал хитом после выхода альбома 'Pablo Honey'. 'The Bends' сделал Radiohead популярными в Великобритании, а третий альбом 'OK Computer', посвящённый отчуждению в обществе, принёс Radiohead мировой успех и считается одним из наиболее значимых рок-альбомов 1990-х.
Как певец, Йорк узнаваем благодаря своему характерному голосу, вибрато, частому применению фальцета, умению достигать и вытягивать очень высокие ноты.
В группе он играет на гитаре и клавишных, также владеет ударными инструментами и бас-гитарой. В настоящее время живёт в Оксфорде со своей спутницей жизни Рейчел Оуэн и двумя детьми, Ноа и Агнес.