Tommaso Arezzo estudió en el collegio Nazareno de Roma, dirigido por los escolapios.

Ordenado sacerdote, fue llamado por Pío VI a la prelatura personal; posteriormente se volvió vicedelegado de Bolonia, gobernador de Fermo, Perugia y Macerata; Pío VII, finalmente, lo nombró delegado de esta última ciudad, Macerata.

Pío VII le confió tareas diplomáticas en San Petersburgo y en Dresde; fue enviado a Berlín, cuando la ciudad prusiana estuvo ocupada por las tropas napoleónicas (27 de octubre de 1806).

En 1813 logró irse a Cerdeña, isla no conquistada por Napoleón y en la que residía Víctor Manuel I de Saboya el cual se sirvió del su experiencia.

Cardenal obispo de Sabina-Poggio Mirteto en 1820, volvió a Roma como Vicecanciller y recibió el título cardenalicio de San Lorenzo en Dámaso en 1830.