Titulaire d'un bac C mention « assez bien » à 17 ans, il se passionne d'abord pour la photographie puis découvre la musique de Django Reinhardt qui lui donne envie d'apprendre à jouer de la guitare à 18 ans. Après avoir fait ses gammes en côtoyant les meilleurs musiciens de Jazz manouche en plein cœur du marché aux puces de Saint-Ouen, il se lance assez rapidement dans la carrière de musicien. Il collabore avec son père, Jacques Dutronc, en 1995, sur l'album Brèves Rencontres. Parallèlement, il fait deux expériences cinématographiques comme comédien dans le deuxième film de Valérie Lemercier : Le Derrière en 1999 et dans celui d’Alain Soral : Confession d'un dragueur en 2001. Entre-temps, il écrit pour Henri Salvador (Mademoiselle). Il entre dans le groupe Gipsy Project de Biréli Lagrène durant une année. En 2002, il crée l’A.J.T. Guitar Trio avec Antoine Tatich et Jérôme Ciosi, venus tout droit de Corse. En 2003, il participe avec -M- (Matthieu Chedid) à la musique du film, Toutes les filles sont folles, de Pascale Pouzadoux et à celle du dessin animé Les Triplettes de Belleville, de Sylvain Chomet. Il réitère en 2005 pour signer la musique du film Les Enfants de Christian Vincent. Il compose aussi pour le chanteur Jacno et participe en tant qu’arrangeur et réalisateur aux albums de sa mère, Françoise Hardy

Il se produit comme guitariste dans divers clubs de jazz, comme le Sunset-Sunside et le New Morning à Paris, et participe à Jazz in Marciac(été 2005). Ces dernières années, il tourne à travers toute la France avec son quartet, Thomas Dutronc et les esprits manouches avec Jérôme Ciosi, Bertrand Papy et Stéphane Chandelier, pour présenter un spectacle musical mis en scène par Matthieu Chédid et Cyril Houplain

Le 30 octobre 2007, il sort l’album Comme un manouche sans guitare où il se révèle comme chanteur tout en restant fidèle au style musical qu’il affectionne. Deux mois après sa sortie, l'album est certifié disque d'or par le Syndicat national de l'édition phonographique. 400 000 exemplaires sont vendus.

Le 8 mar 2008, il est nommé aux 23^e Victoires de la musique dans les catégories artiste révélation du public et album de l'année.
Premier passage à L’Olympia de Paris du 19 au 21 novembre.
En 2009, Comme un manouche sans guitare remporte la Victoire de la chanson originale lors de la 24^e cérémonie des Victoires de la musique, le 28 février. Cette même année il se joint aux Enfoirés.

En 2010, il participe au nouvel album d'I Muvrini en chantant aux côtés du groupe dans la chanson Bonafurtuna.

En septembre 2011, sort son second album "silence on tourne" qui est rapidement disque de diamant . 3 succés sont déjà issus de cet album : "demain" "turlututu" et "on ne sait plus s'ennuyer"