В ноябре 1903 года занял пост министра иностранных дел в кабинете Джованни Джолитти. В марте 1905 года в течение двух недель занимал должность председателя Совета министров Италии. Затем вновь стал министром иностранных дел в кабмине Фортиса.
С февраля 1906 года работал в качестве посла в Великобритании.
С апреля 1910 по ноябрь 1916 года — посол Италии во Франции.
В 1919 году в третий раз занял должность министра иностранных дел Италии, на этот раз в правительстве Франческо Саверио Нитти.
На протяжении десятилетия — с 1 декабря 1919 года по 21 января 1929 года Томмазо Титтони — президент сената Италии.