Allievo prediletto a Firenzuola, incarnò il giovinetto cui Raffaello Caverni dedicò l’opuscolo Dell’arte dello scrivere, pubblicato prima a puntate nelle riviste «La scuola», «Ateneo» e «Letture di famiglia». Ancora studente presso gli Scolopi, esordì precocemente con un volume di poesie, Le prime viole, prefato dal Caverni e dedicato a Pietro Fanfani, e con scritti commemorativi, come il ricordo di Niccolò Tommaseo, col quale era stato in rapporto, dedicato allo scolopio Mauro Ricci, professore di italiano, e corredato da un manipolo di lettere del Tommaseo. In una nota parzialmente autobiografica trascriveva anche una lettera del Caverni riguardante le sue Osservazioni sul commento alla Divina Commedia curato dal Tommaseo e sulle note astronomiche di Giovanni Antonelli. Negli anni successivi il Tommasi stampò i ricordi di Filippo Cecchi e Mauro Ricci, la prefazione a due racconti di Ivan Turgenev tradotti da Edoardo Zucchelli, ma soprattutto le edizioni di alcuni epistolari contemporanei, pubblicando lettere di Giuseppe Giusti, Massimo d’Azeglio, Tommaso Grossi. Nel 1875-76 fu direttore de «Il Giusti», periodico fiorentino di scienze, lettere e arti. Trasferitosi a Roma per lavorare alla «Gazzetta ufficiale», prima come redattore e poi, dal 1924, come primo archivista e poi gerente (dal 1925) dell’Ufficio di pubblicazione delle leggi presso il Ministero della giustizia e degli affari di culto, nel 1916 recitò e stampò l’elogio funebre del direttore generale Giovanni Battista Ballesio. Nello stesso anno pubblicò in facsimile alcune lettere di Pietro Fanfani, Enrico Bindi e Cesare Guasti, che negli anni giovanili aveva ricevuto in risposta all’invio dei suoi primi opuscoli.

Camillo Tommasi