Z wykształcenia ornitolog, większość życia zawodowego poświęcił badaniom (ponad 40 sezonów lęgowych) i działaniu na rzecz ochrony tego ostatniego reliktowego lasu niżowego Europy.
Misją Tomasza Wesołowskiego było zdobywanie wiedzy na najwyższym poziomie światowym, a następnie dzielenie się nią ze studentami i wszystkimi zainteresowanymi. Jeszcze przed doktoratem odwiedzał liczne ośrodki naukowe za granicą (co w czasach komunistycznej Polski nie było łatwe), w tym odbył staż w prestiżowym Edward Grey Institute of Field Ornithology na uniwersytecie w Oxfordzie. Wraz z prof. Ludwikiem Tomiałojciem i prof. Andrzejem Dyrczem przekazywał studentom naukowe podstawy ornitologii i ekologii ptaków. Na początku lat 80. ubiegłego wieku zorganizował w Stacji Ornitologicznej Uniwersytetu Wrocławskiego, w Rudzie Milickiej Letnią Szkołę Ornitologii. Uczestniczyli w niej absolwenci uczelni i wszyscy zainteresowani z całej Polski. Zapewne wielu obecnych naukowców, ornitologów w placówkach naszego kraju było uczestnikami tej szkoły i tam zdobyło potężną dawkę naukowych podstaw do dalszych badań ornitologicznych. Naukowe podstawy ornitologii i ekologii ptaków, którymi się kierował wyostrzały Jego wrażliwość na problemy ochrony przyrody.
Tomasz był znany jako badacz i obrońca Puszczy Białowieskiej, ale zajmował się ochroną także innych kluczowych w Polsce ostoi przyrody. Jedną z nich była Wisła. Na początku lat 80., kiedy odżyła komunistyczna wizja regulacji Wisły Środkowej, zorganizował ekipę badawczą, z którą udokumentował rozmieszczenie i liczebność ptaków siewkowych, mew i rybitw gniazdujących na wyspach tego obszaru. Ta inwentaryzacja dała podstawę do przyszłych licznych badań naukowych na środkowej Wiśle, a także umożliwiła wyznaczenie obszarów chronionych, w tym rezerwatów ptaków.
W 1990 r. wraz z grupą ornitologów z Polski brał udział w warsztatach na temat ochrony ptaków i ich siedlisk, zorganizowanych przez RSPB – brytyjskiego partnera BirdLife (wtedy Międzynarodowej Rady Ochrony Ptaków ICBP). Za przykładem innych krajów postanowili oni stworzyć podobną organizację w kraju. Podczas zjazdu Polskiego Towarzystwa Zoologicznego w Łodzi „Ornitologia Polska w 100-lecie śmierci Władysława Taczanowskiego”, członkowie-założyciele podjęli decyzję o zawiązaniu stowarzyszenia pod nazwą „Ogólnopolskie Towarzystwo Ochrony Ptaków”. W tej grupie był dr (wtedy) Tomasz Wesołowski.
Przez kolejne 10 lat pełnił On funkcję wiceprezesa, początkowo Rady OTOP, a potem Zarządu.
Koncentrował się przede wszystkim na rozwinięciu w OTOP kierunku ochrony lasów, szczególną uwagę poświęcając ochronie Puszczy Białowieskiej – nie tylko jej ptaków, którymi się zajmował zawodowo, ale też całego ekosystemu lasu. Jego ideą było objęcie prawną ochroną całego kompleksu Puszczy i wyłączenie jej z użytkowania gospodarczego. Bo to przecież jedynie 0,5% powierzchni lasów w Polsce i powinno nas być stać na ochronę reliktu przeszłości i laboratorium przyrody dla przyszłych pokoleń! Do tego nas przekonywał i przekonał.
Był zainteresowany budowaniem organizacji pozarządowej, która będzie w stanie wywierać skuteczne naciski na podejmujących decyzje o ochronie najcenniejszych przyrodniczo części Polski. OTOP w wizji Tomasza to towarzystwo ornitologiczne, skupiające dużą liczbę członków, więc mające dobre poparcie dla swoich działań, opartych na wynikach badań naukowych i otwarte na współdziałanie z innymi organizacjami o podobnych celach, w tym organizacjach międzynarodowych.
Był także dydaktykiem i jego pomysłem były m.in. letnie Ptasie Szkoły OTOP. W latach 90., kiedy nie było Internetu i dostęp do literatury fachowej był znacznie trudniejszy, letnie dwutygodniowe kursy dla amatorów – ptakolubów były świetną okazją, aby poznać ptaki – nauczyć się rozpoznawania, zgłębić wiedzę o ich siedliskach, wymaganiach, zagrożeniach i ochronie. Cieszyły się one dużą popularnością. Odbyło się kilka edycji tych spotkań – na Pomorzu w Schodnie w Borach Tucholskich, gdzie Tomasz pokazywał i wyjaśniał różnice między lasem puszczańskim a monokulturą gospodarczą, jaką są Bory i mozolnie poszukiwał w nich drzew dziuplastych, w Narewce – gdzie pokazywał naturalny las niżowy, czyli Puszczę Białowieską. Razem z Nim szkolili młodych zapaleńców ornitologii nauczyciele akademiccy – zawodowi zoolodzy m.in. prof. Ludwik Tomiałojć, dr Jan Lontkowski, dr Jaroslaw Krogulec, dr Włodzimierz Jędrzejewski, prof. Maciej Gromadzki.
Był perfekcyjny – wymagał od nas punktualności, dobrej organizacji, terminowości w wykonywaniu zadań, profesjonalności w kontaktach z dzwoniącymi do nas osobami („bo pierwsze wrażenie jest najważniejsze”), także posługiwania się poprawną polszczyzną, był precyzyjny w formułowaniu swoich poglądów i konsekwentny w działaniu.