Tobias wurde in London geboren. Er absolvierte die Royal Academy of Dramatic Art (RADA) im Jahr 1998 und begann seine Schauspielkarriere in beliebten UK-Serien wie Foyle's War (2002), Inspector Barnaby (1997) und Casualty (1986). Zudem trat er in dem kontroversen Drama A Very Social Secretary (2005) auf. Internationale Bekanntheit erlangte er als Marcus Junius Brutus in der Fernsehserie Rom (2005). Er hatte eine Hauptrolle in The Low Down (2000) mit Aidan Gillen und war in dem 2006 neu aufgelegten James-Bond-Franchise Casino Royale (2006) zu sehen. 2007 spielte er William Elliot in der ITV-Produktion von Jane Austins klassischem Buch, Jane Austen's Verführung (2007) und als Derrick Sington in dem Channel 4 Drama The Relief of Belsen (2007). Im Fernsehen war er in den Staffeln 3 und 6 von HBOs Game of Thrones: Das Lied von Eis und Feuer (2011) als Edmure Tully zu sehen, und spielte Jack Randall und Frank Randall in Starz' Outlander (2014). Seit der dritten Staffel spielt er Philip, Duke of Edinburgh in der Netflix-Historienserie The Crown (2016). Auf der Bühne spielte er unter anderem den jungen Lehrer Irwin in Alan Bennetts The History Boys und in Michael Blakemores West End-Produktion von Three Sisters, für die er für den Ian Charleson Award nominiert wurde. Er wurde für seine Darstellung von Hamlet in Rupert Goolds Hamlet am Royal Theatre hoch gelobt.
