Illustrateur de presse, il collabore au Monde, au Monde de l'Argent, au Monde des Livres, etc. Il collabore par ailleurs à divers fanzines et magazines.
Il réalise une chronique dessinée Le ventre de Marseille, tout d'abord sur le site Rue89 puis aujourd'hui[Quand ?] plus régulièrement dans CQFD.
En 2004, sur un scénario de David Calvo, Azuélos dessine Télémaque[2] avec un « graphisme iconique et fou ». En 2006, le tandem publie Akhénaton, dont le « graphisme [au] caractère sobre et énergique fait de ce récit un album totalement à part »[3]. Il devient auteur complet pour Abigaël Martini, toujours en 2006, où se manifeste sa « maîtrise du noir et blanc »[4].
En 2015, associé aux scénaristes Laure Marchand et Guillaume Perrier, il est le dessinateur et également co-scénariste de la BD Le Fantôme arménien, parue aux éditions Futuropolis[5],[6].
Les tireurs sportifs, illustrations de Thomas Azuélos sur un poème de Golan Haji, traduit de l’arabe (Syrie) par Nathalie Bontemps,
Ma mère a refusé que quiconque écrive sur nos corps - et autres nouvelles de Palestine, peintures sur des poèmes de Hanine Amine et Mustafa Benfodil, août 2024
Dans le recueil collectif Samandal (éditions Alifbata), sur le thème « Jeunesse, sexualité et poésie » : Je me souviens m’être noyé, une bd de huit pages[11].
