Thibaut Boidin commence sa carrière à 20 ans dans les Ames câlines, long métrage réalisé par Thomas Bardinet. Il y incarne Sébastien, fils tourmenté de Jacques (François Berléand) et Christine (Aurore Clément), aux côtés de Micheline Presle, Jean-Claude Dauphin, Yoann Sover et Valérie Donzelli.

Il rencontre le succès en incarnant Peter Pan, dans la pièce Peter Pan, le spectacle musical adaptée de James Matthew Barrie, mise en scène par Guy Grimberg en 2005. La pièce se joue à Paris (Théâtre des Variétés, Bobino Paris) et dans toute la France, pendant 14 années consécutives. Des représentations ont lieu également à Tunis (Tunisie), Casablanca (Maroc) et Beyrouth (Liban).

De cette expérience naît le livre La Peau de Peter, sorti en février 2011.

Parmi ses rôles importants, on notera également son interprétation du jeune Alexis Voinov dans Les Justes de Albert Camus, mis en scène par Marie de Oliveira en 2006.

En janvier 2012, il crée le seul en scène Denise Jardinière vous invite chez Elle…, dans lequel il incarne une étrange gouvernante. Ce spectacle reçoit le prix du meilleur spectacle au Festival OFF AVIGNON 2019 & 2024.

En janvier 2014, il réalise et apparaît dans le clip de « Débutante», de la Chanteuse RoBERT.

En 2021, Thibaut co-écrit le spectacle Le Gros Nounours orange fluo.

En 2024, il joue le rôle du Destin dans le spectacle jeune public Charlie & le Destin de Yamina Hadjaoui.