Tomáš Zatloukal je celoživotním pedagogem, působil jako středoškolský učitel a později ředitel gymnázia. Vedle své pedagogické a pedagogicko-manažerské praxe zastával také různé pozice v rámci řízení vzdělávání a vzdělávací soustavy na regionální, celostátní i evropské úrovni. Působil jako člen výboru pro vzdělávání a kulturu Evropského parlamentu, pracoval jako náměstek ústřední školní inspektorky, následně jako zástupce vrchní ředitelky sekce evropských fondů a ředitel odboru vzdělávání Ministerstva školství, mládeže a tělovýchovy. V roce 2013 byl jmenován do funkce ústředního školního inspektora. Zkušenosti má také se zřizovatelskými kompetencemi a s řízením školství na úrovni územně samosprávných celků. Je zástupcem České republiky v Centru pro výzkum a inovace ve vzdělávání OECD (CERI), v řídících radách mezinárodních šetření PISA a TALIS, ve Valném shromáždění Mezinárodní asociace pro hodnocení výsledků vzdělávání (IEA) a také ve Valném shromáždění Stálé mezinárodní konference inspektorátů. Pedagogicky spolupracuje s akademickými institucemi.