Nach langjähriger Tätigkeit als Kammermusiker wurde Thomas Hemkemeier 1989 Mitglied des Radio-Sinfonieorchesters Saarbrücken. Mit dem Mithras Oktett, einem Ensemble des Saarländischen Rundfunks, spielte er zahlreiche Konzerte und vielbeachtete CDs ein.
Seit 2007 ist er Mitglied der Deutschen Radio Philharmonie.