Tomás Luis de Victoria var det sjunde barnet av elva som föddes i Ávila av Francisco Luis de Victoria och Francisca Suárez de la Concha. Vid faderns död 1557 lämnades familjen till en farbror som var präst. Victoria tillbringade flera år som körpojke i katedralen i Ávila.
1565 (eller 1563) gick Victoria in i det tyska kollegiet i Rom. Detta var en jesuitskola som fick rikligt stöd av Filip II och Otto von Truchsess von Waldburg, kardinalärkebiskopen av Augsburg. Victoria tjänstgjorde som organist i den aragonesiska kyrkan S. Maria di Monserrato i Rom från 1569 till 1574. År 1571 anställde det tyska kollegiet honom för att undervisa de unga pojkarna i musik. Han prästvigdes den 28 augusti 1575. Från det året till 1577 ledde han det tyska kollegiets kör som sjöng i S. Apollinare-kyrkan i Rom. 1578-1585 innehade han ett kaplanat vid S. Girolamo della Carità, kyrkan för de nystartade oratorianerna i Rom.
Victoria återvände till Spanien 1587 och tjänstgjorde fram till 1603 som kapellmästare vid Descalzas Reales-klostret i Madrid, där Filippus II:s syster, änkekejsarinnan Maria, och hennes dotter prinsessan Margareta, bodde. Från 1604 till sin död den 27 augusti 1611 var han också organist i klostret.
1572 tillägnade Victoria sin första, och fortfarande mest kända, publikation till kardinal Truchsess, en stor kännare av kyrkomusik. Bland de 33 motecta från fyra till åtta röster i denna samling finns de sensuella Vere languores och O vos omnes, som än i dag utgör grunden för Victorias rykte hos den breda publik som inte känner till något av hans Magnificats, hymner, sekvenser, psalmer, antifoner och 20 mässor – fem av dem utkom 1576, ytterligare fyra 1583, sju 1592 och resten 1600 och 1605.
I sina motetter från 1572 följde Victoria nära Giovanni Pierluigi da Palestrinas detaljteknik och uppvisade en behärskande behärskning av Palestrinas dissonansbehandling. Personlig kontakt med Palestrina och kanske till och med lektioner förklarar förmodligen Victorias upptag av tekniken. Mellan 1566 och 1571 tjänstgjorde Palestrina som kapellmästare vid det romerska kollegiet i närheten av det tyska kollegiet. Det som skiljer Victorias personliga sätt 1572 från Palestrinas är den yngre kompositörens frekventa användning av tryckta accidentaler, hans förkärlek för vad som nu skulle kallas melodisk mollrörelse (skarpa stigande, naturliga fallande) och föregripandet av 1800-talets funktionella harmoni.
Under hela sin karriär, till och med när han skrev Missa Quarti toni (1592), lyckades Victoria alltid låta som en ”major-moll”-kompositör snarare än en verkligt ”modal” kompositör. För honom innebar Quarti toni a-moll kadens på dominanten. År 1600 publicerade han Missae, Magnificat, motecta, psalmi, & alia, som till mycket stor del består av orgelackompanjerad F-dur-musik. Visserligen återgick han till obekomponerade molltonarter i Officium defunctorum, som publicerades 1605 som en hyllning till hans beskyddare, änkekejsarinnan Maria, men detta var begravningsmusik. I ingen av Palestrinas publikationer angav han orgelackompanjemang. Victoria gjorde det – hon publicerade till och med orgelstämmor 1592 och 1600.
Victorias samlingssamling från 1600 innehåller en Missa pro Victoria med Clément Janequins berömda kampchanson som förebild. Filip III tyckte mer om denna livliga niostämmiga mässa som bygger på en världslig modell än något av Victorias andra verk, men den strider mot varje egenskap som gör Victoria älskvärd för sin moderna publik. Den visar dock åtminstone att han var mer mångsidig känslomässigt och tekniskt än vad hans beundrare vill erkänna. Philip III:s förkärlek för den fungerade som ett försäljningsgambit när Victoria sökte medel från dess publicering för att få sin yngsta bror fri från fängelse.