Geraint voksede op omkring Cardiff og var bestemt til at blive professionel cykelrytter. Efter han steg i de britiske cykelranglister, har han sidenhen vundet seks World Cups og to World Championships.
I 2008 blev han både verdensmester og olympisk guldmedaljevinder i holdforfølgelsesløb. Her satte han sammen med holdet en ny verdensrekord med en tid, der slog modstanderne stort. I 2012, hvor endnu tre verdensrekorder blev sat, sluttede holdet næsten tre sekunder foran deres modstandere. Nu fokuserer G udelukkende på vejen.
Geraint fik først smag for succes ved Paris-Roubaix Juniors i 2004, og det gode arbejde fortsatte ved hans senior sejre til British National Road Race Championships i 2010. Den gode form fortsatte i Tour de France, hvor han blev han nr. 5 i enkeltstarten og nr. 2 på tredje etape.
Dette førte til, at han lå øverst i klassementet for de unge ryttere efter tredje etape. Thomas sluttede på en samlet 67. plads i Touren og niende plads i ungdomskonkurrencen. Geraint fortsatte med at sejre i løbet af 2011 og 2014 ved Bayern-Rundfahrt 2011, Paris-Nice 2016 og Tour of the Alps 2017. Derudover vandt han sin han første semiklassiker i 2015 til E3 Harelbeke.