Диогу Томаш является воспитанником футбольной академии клуба «Ильвес». В 2015 году футболист сыграл первую игру в чемпионате Финляндии. Не имея достаточно игровой практики, футболист был отправлен в аренду в клуб Какконен «Миккелин Паллоильят». А сезон 2017 года Томаш провел, играя в составе клуба «Хака»[1].
В начале 2018 года Томаш вернулся в «Ильвес» уже как игрок основы. И в 2019 году вместе с клубом выиграл Национальный кубок.
Перед сезоном 2021 Диогу Томаш как свободный агент перешел в другой клуб Вейккауслиги КуПС[2]. Вместе с которым еще два становился победителем Кубка Финляндии.
2 сентября 2024 года перешёл в нидерландский АДО Ден Хааг, подписав двухлетний контракт до середины 2028 года[3]. 13 сентября дебютировал в Эрстедивизи в гостевом матче против «Ден Босха»[4]. 31 января 2025 года забил дебютный гол в чемпионате в матче с «Эйндховеном»[5][6].
Kajander, Sebastian.Diogo Toms palaa Ilvekseen(фин.). Ilvesedustus.fi | Edustusjoukkueiden yhteinen koti (2 декабря 2017). Дата обращения: 25 ноября 2023. Архивировано 24 ноября 2023 года.