Thomas est né en 1951 en Floride, à Orlando plus précisement. En 1964, alors qu'il est encore adolescent, il forme son premier groupe -The Jazzies- avec sept de ses amis : les frères Ronald Bell et Robert « Kool » Bell, Spike Mickens, Ricky Westfield, George Brown et Charles Smith. Le groupe devient finalement le celèbre groupe funk et disco Kool & The Gang en 1969.
Denis Thomas était un musicien accompli, qui jouait plusieurs instruments différents, dont le saxophone alto, la flûte et les percussions. Il était également connu comme celui qui s'occupait de la garde-robe de Kool and The Gang.
L'artiste a donné sa dernière prestation avec Kool and The Gang lors d’un concert du 4 juillet 2021 au Hollywood Bowl.