Tomás y su hermano, el cardenal Mauricio de Saboya, que eran filo-españoles no vieron con buenos ojos esta regencia pro-francesa (tropas francesas comandadas por La Vallette entraron en el Piamonte a consecuencia de la guerra contra España).
Animado por este último, Tomás reclamó la regencía para sí.
Reconciliado con Francia, en 1646 combatió para ésta contra los españoles en la batalla de Orbetello.
Lideró una fracasada expedición para apoyar la República Napolitana y asedió Pavía en 1655, sin conseguir tomarla.
La continuación de la rama Saboya-Carignano, no obstante, será asegurada por el primogénito Manuel Filiberto.