Thomas Bodenstein begann seine Karriere im Jahr 2000 bei der Caligari Film- und Fernsehproduktions GmbH, wo er als Produktionsassistent an der ersten Staffel der Fernsehserie "Briefe von Felix" mitwirkte. Danach war er in verschiedenen Positionen an zahlreichen Produktionen des Hauses beteiligt und übernahm schließlich als Producer den Bereich Kinder- und Jugendprogramm. In dieser Funktion betreute er unter anderem die Kinofilme "Felix – Der Hase und die verflixte Zeitmaschine" (2005), "Prinzessin Lillifee" (2009) und "Prinzessin Lillifee und das kleine Einhorn" (2011).

2008 war Bodenstein Producer und neben Michael Maurus Co-Regisseur bei dem erfolgreichen Animations-Kinofilm "Der Mondbär" sowie bei mehreren Folgen der gleichnamigen TV-Serie. Anfang 2013 startete der Animationsfilm "Ritter Rost" nach den gleichnamigen Kinderbüchern in den deutschen Kinos, bei dem Bodenstein gemeinsam mit Hubert Weiland und Nina Wels die Regie führte.