Han är son till Anders Linderoth och föddes då hans far spelade i Olympique Marseille. Linderoths karriär följde till en början faderns tränarkarriär. Han spelade under sin far i Elfsborg och Stabaek. I Elfsborg var han en talang tillsammans med Anders Svensson och Fredrik Berglund och de tre kom att kallas pannbandsligan. Hans genombrott kom i Stabaek med spel i U21-landslaget och 2001 debuten i A-landslaget under träningsturneringen King's Cup i Thailand. I finalen i King's Cup utmärkte sig Linderoth med sitt första landslagsmål i finalen mot Kina (3-0).[1] Hans speltid kännetecknades av stor uthållighet och löpstyrka tillsammans med precisa tacklingar och hårdfört spel. Han hade även ett bra skott.
2001 skrev han på för Everton FC men hans tid i klubben blev inte lyckad med bland annat skadeproblem. 2004 bytte han till FC Köpenhamn där han blev en nyckelspelare i det lag som vann danska ligan och kvalificerade sig för Champions League. Säsongen 2005/2006 blev Linderoth lagkapten i FC Köpenhamn i Superligaen och hösten 2006 blev han vice lagkapten för landslaget.
Tobias Linderoth var under flera år ordinarie mittfältare i det svenska fotbollslandslaget. Han var balansspelare i VM-lagen 2002 och 2006 och EM 2004. Hans karriär hindrades sedan av en allvarlig skada. Han gjorde comeback i landslaget i en vänskapsmatch mot Slovenien (vinst 1-0) inför EM 2008 och var med i truppen under slutspelet men utan speltid.
1 juli2007 lämnade Linderoth FC Köpenhamn för det turkiska topplaget Galatasaray SK, för vilka han skrev på ett tvåårskontrakt med option på ytterligare ett år. I början av år 2010 rev Galatasaray kontraktet i förtid med Tobias Linderoth som därmed blev klubblös. Tiden i Galatasaray kantades av skador och därmed begränsad speltid (endast 13 ligamatcher).
I mitten av februari 2010 meddelade Linderoth att han skulle ta en time-out från fotbollen. Den 12 november 2010 valde han att avsluta sin karriär som spelare och satsa på en tränarkarriär.[2]