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Hematólogo estadunidense nascido em Mart, Texas, pesquisador do Fred Hutchinson Cancer Research Center, Seattle, WA, co-vencedor do Prêmio Nobel de Fisiologia e Medicina (1990), juntamente com o cirurgião estadunidense, Joseph Edward Murray, do Brigham and Women's Hospital, Boston, MA, por seus estudos sobre o transplante de órgãos e células no tratamento de doenças humanas. Filho do Dr. Edward E. Thomas (1870-) um M. D. da University of Louisville, Kentucky, foi educado em escolas do Texas até entrar para a University of Texas. em Austin (1937). Obteve o B. A. (1941) e o M. A. (1943). Casado com Dorothy Martin, o casal teve 3 crianças, Don Jr., médico em Montana, Jeffrey, comerciante em Seattle, e Elaine, fellow em doenças infecciosas na University of Washington.
Entrou para a Harvard Medical School (1943) e recebeu o M. D. (1946) e passou mais um ano pesquisando em hematologia com o Dr.Clement Finch. Trabalhou no Massachusetts Institute of Technology como médico residente, e chefe da residência médica do Peter Bent Brigham Hospital in Boston. A convite do Dr. Joseph Ferrebee foi trabalhar no Mary Imogene Basset Hospital in Cooperstown, NY (1955), filiado à Columbia University, onde iniciou suas pesquisas com transplantes de medula em humanos e cães. Mudou-se para Seattle (1963) a convite do Dr. Robert Williams, um famoso endocrinologista e primeiro chairman do Department of Medicine at the University of Washington, para integrar um programa de pesquisas no Seattle Public Health Hospital. Sua equipe mudou-se (1975) para o Fred Hutchinson Cancer Research Center, em troca de melhores condições de pesquisa sobre transplantes de medula, passando também a trabalhar em cooperação com o Swedish Hospital Medical Center.