Thomas Danielsen est conseiller bancaire de 2009 à 2011[1].
Membre de Venstre, il est élu conseiller municipal sous l'étiquette du parti lors des élections municipales de 2005, puis réélu pour un second mandat lors du scrutin de 2009[2],[3].
Il est élu député au Folketing pour la première fois lors des élections législatives de 2011[4]. Durant son premier mandat, il est le porte-parole de son groupe parlementaire sur les questions de pêche, et le vice-président de la commission parlementaire sur l'énergie et le climat. À partir de 2012, il est également le porte-parole de son groupe pour les zones rurales et insulaires[1].
Il est réélu pour un second mandat lors des élections législatives de 2015[5]. Lors de la législature, en plus de ses rôles de porte-parole du premier mandat qu'il conserve, il devient le porte-parole de son groupe pour les questions énergétiques et climatiques, et prend la présidence de la commission sur l'énergie et le climat[1].
Il est réélu pour un troisième mandat lors des élections législatives de 2019[6]. À partir de 2020, il est le vice-président de deux commissions parlementaires, celle sur l'énergie et le climat et celle sur les finances, et représente son groupe sur les questions de mer et de chasse[1]. Il est également choisi par son parti pour être son porte-parole sur l'affaire de l'ordre d'abattre des millions de visons, porteurs d'un variant du Covid-19, et appelle à ce titre à une procédure de destitution de la Première ministre Mette Frederiksen[7].
Le , il est élu à l'unanimité comme président du groupe parlementaire, après le départ de la vie politique de Karsten Lauritzen[8].