Tomlinson cùng 2 người em của anh đã có được vai diễn đầu tiên trong series phim "Fat Friends". Sau Fat Friends, anh đã tham gia học diễn xuất tại một trường nghệ thuật tại Barnsley. Tomlinson đã có được vai nhỏ trong bộ phim "If I Had You" của kênh ITV1 và "Waterloo Road" của đài BBC. Và khi trở thành thành viên của nhóm nhạc One Direction thì anh cùng các thành viên của nhóm cũng đã xuất hiện trong một tập phim của iCarly vào năm 2012.