Byles je rođen 26. veljače 1870. u protestantskoj obitelji. Bio je sin i najstarije od sedmoro djece kongregacionalističkog pastora Alfreda Holdena Bylesa iz Leedsa. Majka mu se zvala Louisa (djevojačkim prezimenom Davids). Roditelji su mu dali ime Roussel Davids. Studirao je teologiju na Oxfordu, i činilo se da će poći očevim putem. Godine 1894. stekao je titulu bakalara umjetnosti. Tijekom studija obratio se na katolicizam i uz osobno ime Roussel uzeo je i ime Thomas. 1899. godine otišao je u Rim studirati za svećenika, a zaređen je bio 1902. godine. Od 1905. služio je u župi Svete Helene u Chipping Ongaru u Essexu.
Budući da ga je mlađi brat William pozvao na vjenčanje, Byles je morao otputovati u New York, i to upravo na Titanicu. 14. travnja, na dan potonuća broda, služio je jutarnju misu za putnike drugog i trećeg razreda. Tom je prigodom propovijedao o potrebi za duhovnom zaštitom u molitvi i sakramentima, kako bismo izbjegli duhovni brodolom u vremenu iskušenja. Vjerojatno nije slutio koliko će se njegova propovijed konkretizirati.
U času sudara Titanica s ledenom santom o. Byles šetao se gornjom palubom moleći časoslov. Kad je brod počeo tonuti, pomagao je mnogim putnicima trećeg razreda ukrcati se u čamce za spašavanje. Dvaput je odbio ukrcaj u čamce, odlučivši ostati s ljudima u opasnosti do kraja. Prije samoga potonuća broda molio je s okupljenim putnicima i članovima posade krunicu i druge molitve, ispovijedao i dao odrješenje više od stotini putnika koji su ostali zarobljeni na ostacima broda nakon što su svi čamci za spašavanje već bili spušteni. Potonuo je zajedno s njima. Moguće je da su pronašli njegovo tijelo, ali nije identificiran.
Njegova braća su mu u spomen dala načiniti vrata u njegovoj župnoj crkvi Svete Helene u Chipping Ontaru.
Lik o. Thomasa Bylesa prikazan je u tri filma posvećen Titanicovoj katastrofi. Najdojmljiviji je u Cameronovom Titaniku iz 1997. (glumi ga James Lancaster), gdje Byles, okružen ljudima, na trupu broda koji se već jako nagnuo pred potonuće, govori riječi utjehe iz 21. poglavlja knjige Otkrivenja.
