In den folgenden Jahren war er am Aufbau der Nachrichtensendung "West 3 Aktuell" beteiligt, moderierte die "Aktuelle Stunde", war Redakteur der Tagesschau in Köln und arbeitete als Korrespondent sowohl für das ARD Studio Washington als auch das ARD Studio Paris, bis er 2002 als Nachfolger von Claus Kleber zum Studioleiter des ARD Studios Washington ernannt wurde. Diesen Posten behielt er, bis er 2006 Moderator der Tagesthemen wurde. Zeitgleich wirkte er in dem SWR3-Format "Tim fragt Tom" mit, in dem er dem Charakter des "kleinen Tim" schwierige Sachverhalte aus den Tagesthemen einfach verständlich erklärte. Seit Juli 2013 ist Tom Buhrow Intendant des WDR und löste damit seine Vorgängerin Monika Piel ab. Die Moderation der Tagesthemen wurde nach Buhrows Ausstieg von dem Fernsehjournalisten Thomas Roth übernommen.
Tom Buhrow ist mit der Autorin und Journalistin Sabine Stamer verheiratet, die ebenfalls einige Jahre für den WDR arbeitete. Die beiden haben zwei Töchter. Ebenso wie seine Frau, erhielt Buhrow bereits einige Preise und Auszeichnungen, darunter 1999 den Herbert Quandt Medien-Preis, mit dem Journalisten und Publizisten ausgezeichnet werden, die sich mit der Bedeutung von Unternehmen allgemein und Unternehmen in der Marktwirtschaft beschäftigen. Gemeinsam mit seiner Frau verfasste Tom Buhrow zudem verschiedene Bücher, zuletzt 2012 das Werk "Gebrauchsanweisung für Washington".