Jako krytyk literacki debiutował w latach 50. XX wieku. Od 1970 roku przez wiele lat pracował w Instytucie Badań Literackich Polskiej Akademii Nauk. Opracował liczne sylwetki do wydawnictwa "Obraz literatury polskiej XIX i XX wieku", był współautorem syntezy "Literatura polska 1918-1975". Do znanych opracowań Tomasza Burka należą: "Utwory poetyckie" Stanisława Młodożeńca, eseje Gustawa Herlinga-Grudzińskiego, listy Wincentego Burka i Jarosława Iwaszkiewicza. Był autorem książek "Zamiast powieści" i "Niewybaczalne sentymenty".

Należał do twórców, którzy mieli ogromny wpływ na funkcjonowanie niezależnego życia literackiego w okresie PRL, był przenikliwym obserwatorem i komentatorem rzeczywistości. Współpracując z Polskim Radiem, wystąpił między innymi w licznych audycjach Iwony Smolki "Tygodnik Literacki", ukazujących się w radiowej Dwójce, a poświęconych nowościom z literatury polskiej i światowej.

W 1976 roku Tomasz Burek podpisał protest przeciw planowanym zmianom w Konstytucji PRL "Memoriał 101". Prowadził wykłady niezależnego Towarzystwa Kursów Naukowych, wykładał również na tzw. Uniwersytecie Latającym. Za działalność opozycyjną był szykanowany przez komunistyczne władze, a jego prace zostały objęte zakazem druku.

"Jeśli krytyka ma odnawiać wciąż nasz stosunek do pisarzy i do tradycji literackiej, przywracać autentyczne przeżycie dzieł literatury, przeżycie, które zabija szkoła swoją atmosferą nudy i przymusu, nie mogą dla niej istnieć bariery milczenia, nietykalne nazwiska, wartości tabu." - pisał Tomasz Burek.

W 1980 roku został członkiem Solidarności. Współpracował z wychodzącymi poza cenzurą czasopismami: "Nowy Zapis", "Kultura Niezależna", "Almanach Humanistyczny" oraz londyńskim "Pulsem". W 2016 roku był autorem adaptacji powieści "Quo vadis" Henryka Sienkiewicza do akcji Narodowe Czytanie. Zasiadał w jury Nagrody im. Józefa Mackiewicza, pełnił funkcję przewodniczącego jury Nagrody Literackiej im. Marka Nowakowskiego, ustanowionej w 2017 roku.

Był laureatem licznych wyróżnień, w tym Nagrody im. Stanisława Piętaka i Fundacji im. Kościelskich. W 2007 roku został odznaczony Krzyżem Komandorskim Orderu Odrodzenia Polski, a w 2016-tym - Złotym Medalem "Zasłużony Kulturze Gloria Artis".

Tomasz Burek zmarł 1 maja 2017 roku w Pruszkowie. Został pochowany w Podkowie Leśnej. Pośmiertnie odznaczono go Krzyżem Komandorskim z Gwiazdą Orderu Odrodzenia Polski.