Thiago Rodrigo estreou como ator na televisão em 2004, na Rede Globo, com uma participação especial na minissérie Um Só Coração, de Maria Adelaide Amaral. No ano seguinte, protagonizou, ao lado da atriz Fernanda Vasconcellos, a temporada 2005 da novela Malhação. Em 2006, esteve na telenovela Páginas da Vida, repetindo o par romântico com Fernanda na primeira fase da novela. Em 2007, integrou o elenco da novela das seis Eterna Magia, de Elizabeth Jhin. Em 2008, trabalhou na novela A Favorita, interpretando o ex-operário e cantor Cassiano Copola. Na novela Tempos Modernos, de Bosco Brasil, repetiu o par romântico com Fernanda Vasconcellos. No ano de 2012, Thiago atuou no remake de Guerra dos Sexos, dando vida ao vilão Zenon. Em 2013, protagonizou a novela Além do Horizonte. Em 2015, interpretou o personagem Luís na novela Sete Vidas. Até então, as novelas que trabalhou foram na Rede Globo. Em 2018, integrou o elenco da novela portuguesa Valor da Vida, como o co-protagonista Vasco. Em setembro de 2019, assinou contrato com a Rede Record, estreando ao dar vida ao vilão ambicioso Tobias, na novela Amor Sem Igual.