Γεννήθηκε στη Λέσβο μεταξύ των ετών 910 - 913 μ.Χ. Αν και δεν είχε καμιά διάθεση για γάμο αλλά απ' εναντίας θαύμαζε τη μοναστική ζωή, πειθαρχώντας στη θέληση και επιθυμία των γονιών της, πανδρεύτηκε, μεταξύ των ετών 934 - 937 μ.Χ., σε ηλικία 24 ετών, κάποιον Στέφανο, που έγινε γι' αυτήν «ἀκάνθινος στέφανος» για όλη τη ζωή της. Ενώ αυτή ήταν τόσο καλή, τόσο ενάρετη, ώστε την ήξεραν όλοι σαν υπόδειγμα συζύγου, υπέφερε φοβερά από τη βάναυση συμπεριφορά του βαρβάρου συζύγου της, που καθημερινά εύρισκε ευκαιρία να την πληγώνει στο σώμα και στην ψυχή με ξυλοδαρμούς, ραπίσματα, κλωτσιές ακόμα και στο στόμα της, να την καίει, να της ανοίγει πληγές σ' όλο της το σώμα.
Η Θωμαΐς αντιμετώπιζε όλη αυτή τη μαρτυρική κατάσταση με προσευχή, υπομονή και κάνοντας αγαθοεργίες.
Πολύ σύντομα η πίστη και η αγιότητα της Θωμαϊδος ευλογήθηκε από το Θεό, που της έδωκε τη χάρη να κάνει και θαύματα, όταν ζητούσε με τις θερμές προσευχές της τη βοήθειά του για ανθρώπους που υπέφεραν. Έπειτα από δέκα τριών ετών μαρτυρική συζυγική ζωή, την 1η Ιανουαρίου, απέθανε η Θωμαΐς σε ηλικία τριάντα οκτώ ετών. Ο τάφος της και το σεπτό λείψανό της έγιναν πηγή θαυμάτων.
Αρχικά η μνήμη της εορταζόταν την 1η Ιανουαρίου, αλλά από το 10ο αιώνα μ.Χ. ο εορτασμός της μνήμης της μετατέθηκε στις 3 Ιανουαρίου, διότι η ημέρα της κοιμήσεώς της, που συνέπιπτε με την εορτή της Περιτομής του Κυρίου και την εορτή του Μεγάλου Βασιλείου, δεν ήταν πρόσφορη για τον πανηγυρισμό αυτής.
