Aufgewachsen in der Nähe von Cardiff in Wales, war es Geraints Berufung ein Profi-Radfahrer zu werden. Inzwischen hat G sechs Weltcups und zwei Weltmeisterschaften gewonnen. Als ehemaliger Weltmeister und Olympiasieger bei der Mannschaftsverfolgung im Jahr 2008 knackte er mit dem britischen Quartett den Weltrekord. Doch damit noch nicht genug: Bei den olympischen Sommerspielen im Jahr 2012 stellten Geraint und sein Team weitere drei Weltrekorde auf, die im Schnitt fast drei Sekunden unter denen der Konkurrenz lagen. Inzwischen fokussiert sich Geraint ausschließlich auf Straßenrennen.
Sein Aufstieg begann bei den Junioren mit dem Radrennen Paris-Roubaix im Jahr 2004, den Seniorensiegen bei den British National Road Race Championships im Jahr 2010 und den ersten Erfolgen bei der Tour de France 2010, bei der er 5. im Prolog und 2. bei der 3. Etappe wurde. Damit erreichte er die Führung in der Nachwuchswertung. Im Gesamtrang belegte Geraint Thomas den 67. Platz bei der Tour und den neunten Platz in der Nachwuchswertung. Geraints Gewinnsträhne setzte sich weiter fort - es folgten Etappen- und Gesamtsiege bei den Bayern Rundfahrten 2011 und 2014, dem Straßenradrennen Paris-Nizza 2016 und 2017 bei der Tour of the Alps. Seinen ersten Sieg beim Halbklassiker holte er sich bei den E3 Harelbeke 2015.