Томислав Дончев е роден на 6 август 1973 година в Габрово.
През 1991 година завършва математическата гимназия в Габрово. През 1997 г. получава магистърска степен по философия от ВТУ "Св. Св. Кирил и Методий". Има и втора специалност по журналистика.
През 1998 г. Томислав Дончев специализира политически науки в Международното лятно училище по политически науки и международни отношения, Полша.
През 2001 г. специализира "Подпомагане на високотехнологични малки и средни предприятия и научно-развойни стартиращи фирми" в Института НЕГЕВ, Израел.
През 2005 г. Дончев завършва курс по бизнес-менторинг в Академията по бизнес менторинг, Оксфорд, Великобритания.
През 2006 г. получава магистърска степен по стопанско управление във Великотърновския университет "Св. Св. Кирил и Методий".
От 1999 г. до 2000 г. Томислав Дончев е редактор в радио Габрово.
В периода 1997- 1999 г., работи като учител в Хуманитарна гимназия "Св. Св. Кирил и Методий" във Велико Търново - преподава социална психология, логика, етика, философия на правото.
От 1995 г. до 2000 г. работи като доброволец, член на ръководството и служител в различни неправителствени организации от сферата на образованието и науката; бил е сътрудник и на агенция за социологически изследвания.
През 2000 г. става главен секретар на Клуб "Отворено Общество"- Габрово- до 2004 г.
От 2001 г. до 2004 г. е изпълнителен директор на Високотехнологичен бизнес инкубатор-Габрово; в този период подготвя и управлява десетки проекти в Габрово в сферите на регионалното развитие, икономическото развитие, образованието и социалната сфера.
Томислав Дончев е бил програмен директор в Институт "Отворено общество"- София, ръководи звеното за подготовка и управление на проекти по европейски програми. Бил е и член на Българската асоциация по управление на проекти.
Дончев е и бил кмет на Габрово.
На 18 март 2010 година става министър по еврофондовете в правителството на Бойко Борисов. В момента е зам.-председател на парламентарната група.
Семеен, има един син.
