W trakcie II wojny światowej działał wholenderskim ruchu oporu. Uciekł do Anglii, gdzie przeszedł przeszkolenie wSpecial Operations Executive, po czym został przerzucony na spadochronie na teren okupowanej Holandii, by śledzić poczynania Niemców oraz prowadzić sabotaż[1]. Po wojnie rozpoczął studia astronomii i fizyki naUniwersytecie w Leiden, które ukończył w 1951 roku. W 1956 roku uzyskał doktorat z astronomii i astrofizyki naUniwersytecie Chicago. W latach 50. XX wieku odkrył efekt opozycji w jasności planetoid oraz stworzył pierwszy systemfotometrii wykorzystywany w ich badaniach. W Chicago współpracował zGerardem Kuiperem. Kiedy Kuiper przeniósł się na Uniwersytet Arizony, by stworzyćLunar and Planetary Laboratory (Laboratorium badań Księżyca i Planet), Tom Gehrels dołączył do jego zespołu.