Originaire de Niort, Tom Mainguenaud grandit au contact du monde du vélo. Son grand-père Jean-François est un ancien coureur cycliste, tout comme son père Frédéric, professionnel entre 2000 et 2005. Son petit frère Lucas pratique également ce sport[1],[2]. Inspiré par ses aînés, il fait ses débuts en BMX, avant de se tourner vers le cyclisme sur route en catégorie minimes[2].
Non retenu par la formation roubaisienne en 2024, il fait le choix de retourner chez les amateurs et signe un contrat avec l’équipe Cre'Actuel-Marie Morin-U 22.