Thomas Leyendecker wurde 1980 in Adenau geboren. Während seiner Schulzeit in Trier, erhielt er seinen ersten Posaunenunterricht bei Hartmut Karmeier, dem Bassposaunisten des Trierer Stadttheaters. Während seiner Schulzeit sammelte Thomas Leyendecker erste Erfahrung in zahlreichen Jugendorchestern wie dem Landesjugendorchester Rheinland-Pfalz, dem Landesjazzorchester RLP, dem Bundesjugendorchester und dem Bundesjazzorchester unter Peter Herbolzheimer, war aber auch schon frühzeitig mit Kammermusik und instrumentaler Jugendausbildung befasst.

1998 wurde er bei Prof. Henning Wiegräbe an der Musikhochschule des Saarlandes Jungstudent, hier begann er 2000 nach dem Abitur auch sein Hauptstudium, welches er 2006 ebenfalls bei Prof. Wiegräbe an der Hochschule für Musik und Theater Stuttgart mit Auszeichnung abschloss. Im Folgenden studierte er noch Alte Musik bei Prof. Charles Toet an der Staatlichen Hochschule für Musik Trossingen. Unter verschiedenen Auszeichnungen erhielt er unter anderem 2000 beim Bundeswettberb „Jugend Musiziert“ den 1. Preis in der Solowertung sowie den Sonderpreis der Stadt Erlangen für die Interpretation eines zeitgenössischen Werkes. 2005 wurde ihm durch die Wiener Philharmoniker der Europa-Buteas-Förderpreis der „Pro Europa“-Stiftung verliehen.

Auf sein erstes befristetes Engagement bei den Duisburger Philharmonikern/Deutsche Oper am Rhein folgte ein Stipendium von der Orchesterakademie des Symphonieorchesters des Bayerischen Rundfunks in München. Nach seiner vertiefenden Ausbildung dort, trat er eine Stelle im Hessischen Staatstheater Darmstadt an und wurde kurz darauf, im Oktober 2005 bei den Berliner Philharmonikern verpflichtet. Er arbeitete in dieser Zeit und mit vielen berühmten Dirigenten, wie Sir Simon Rattle, Daniel Barenboim, Riccardo Muti, Mariss Jansons, Seiji Ozawa, Zubin Mehta, Claudio Abbado und vielen mehr. Seit Oktober 2023 ist er an der Deutschen Oper Berlin als Bassposaunist und Kontrabassposaunist tätig.

Thomas Leyendecker war zunächst Dozent an der Hochschule für Musik „Hanns Eisler“ in Berlin und erhielt 2012 einen Ruf als Professor an die Hochschule für Musik und Theater „Felix Mendelssohn-Bartholdy“ Leipzig. Er hat in vielen verschiedenen Ländern und an vielen Instituten Meisterkurse gegeben, wie in den USA an der Juilliard School in New York, der Yale School of Music und dem New England Conservatory of Music in Boston oder in der Volksrepublik China am Konservatorium von Shanghai.

Als Solist hat Thomas Leyendecker mehrere Konzerte uraufgeführt, die für sein Instrument komponiert wurden und trat beispielsweise im Staatstheater Darmstadt, dem Konzerthaus Berlin, dem Gewandhaus zu Leipzig und der Berliner Philharmonie auf.