Tom Lüthi intègre le mondial 125cc en 2003. D'emblée le Suisse signe un podium à Catalunya mais peine à rééditer sa prestation l'année suivante. Au terme d'une saison entachée par de nombreuses chutes, ce dernier ne fera d’ailleurs pas mieux que 25e. 2005 marque toutefois un rebond dans sa carrière, puisqu’il empoche le titre avec huit podiums et quatre succès au compteur. En 2007, Tom Lüthi accède ainsi à la 250cc, catégorie remplacée par le Moto2™ à compter de 2010. Cette année-là, ce dernier se classe 4e du général au guidon d’une Moriwaki. Début 2013, le Suisse se blesse alors gravement au bras. Contraint de manquer les premières courses, Tom Lüthi finit néanmoins par revenir à son meilleur niveau. En 2015, le représentant du team Derendinger Racing Interwetten délaisse ensuite sa Suter pour une Kalex, moto qui lui permet de terminer vice-Champion du Monde. Jamais l’helvète n’avait d’ailleurs signé deux succès consécutifs. En 2017, Tom Lüthi se retrouve cette fois opposé à Franco Morbidelli et sa série de podiums lui permet de prétendre au titre jusque cet accident survenu aux qualifications de Sepang. Contraint de déclarer forfait, il finit de nouveau vice-Champion. 2018 marque finalement son ascension en MotoGP™, mais le pilote du team EG 0,0 Marc VDS n’y inscrira aucun point. En 2019, il retrouve ainsi les rangs du Moto2™ accompagné de Dynavolt Intact GP et reprend vite goût à la victoire, en Amériques. À cela s’ajoutent sept autres podiums, qui lui font atteindre la troisième place finale. Malheureusement, il disparaîtra complétement des radars par la suite et quittera l’équipe allemande pour l’Onexox TKKR SAG Team. Est-ce l’année de la dernière chance ?