Se entregó a la investigación filológica con documentos medievales aragoneses conservados en el Archivo Histórico Nacional (AHN).Como director del laboratorio de fonética experimental del Centro de Estudios Históricos (CEH), tuvo entre sus estudiantes a María Josefa Canellada y Alonso Zamora Vicente, ambos dialectólogos y que acabarían uniéndose también en matrimonio.[b][7] Contestó al nuevo miembro de la Española, el académico Miguel Artigas Ferrando.Presidió el acto el presidente de la Segunda República española Niceto Alcalá Zamora.En enero de 1939 abandonó España con otros intelectuales republicanos, entre ellos Antonio Machado, hacia Francia.Perdida la causa republicana, tras la guerra civil española se exilió con su familia en Estados Unidos, donde ocupó la cátedra de Filología hispánica en la Universidad Columbia (Nueva York) hasta su jubilación (en 1952).En 1951 devolvió a España los materiales recogidos para el Atlas, que había llevado al exilio para salvaguardarlos.En 1962 se publicó en Madrid el primer tomo del Atlas Lingüístico de la Península Ibérica.Un epítome de este trabajo apareció dos años después con el título Arte del verso (1959).
T. Navarro Tomás falleció en el exilio en EE. UU. Allí descansan sus restos.
Tomás Navarro Tomás en 1926, procedente de la película «Qué es España» (1926-2007)
