Hans-Jürgen Thomas wurde am 10. Oktober 1939 als zweites Kind des Rektors Gerhard Thomas und seiner Ehefrau Veronika, geb. Speer, in Brieg/Schlesien geboren. Während der Vater in der Kriegsgefangenschaft war, floh die Familie nach Naumburg/Saale.

 Nach Rückkehr des Vaters aus der Kriegsgefangenschaft siedelte die Familie 1947 nach Dülmen/West­falen über, wo der Vater eine Anstellung als Lehrer gefunden hatte. In Dülmen besuchte Hans-Jürgen Thomas die Volksschule und ab 1951 zunächst das dortige Neusprachliche Gymnasium. Nach erneutem Umzug nach Dorsten/Westfalen wechselte Hans-Jürgen Tho­mas zum altsprachlichen Gymnasium Petrinum in Dorsten. Dort bestand er im Frühjahr 1961 die Reifeprüfung (Abitur). Danach leistete Hans-Jürgen Thomas in den Jahren 1961 und 1962 den Wehrdienst ab und schied nach Wehrdienst und Wehrübungen als Oberleutnant der Reserve aus der Bundeswehr aus.

Ab Wintersemester 1962/63 studierte Hans-Jürgen Thomas an der Westfälischen Wilhelms-Universität in Münster Medizin, wo er im Sommersemester 1963 die naturwissenschaftliche Vorprüfung und nach dem Sommersemester 1965 die ärztliche Vorprüfung ablegte. Ab Sommersemester 1966 studierte er an der Universität Wien und danach erneut an der Universität Münster Medizin. Am 3. Februar 1969 absolvierte Hans-Jürgen Thomas in Münster erfolgreich das Staatsexamen. Zum Dr. med. wurde Hans-Jürgen Thomas an der Medizinischen Fakultät der Universität Münster am 10. Februar 1969 promoviert. Titel seiner Dissertation: „EKG-Speicheruntersuchungen bei Ergometerarbeit und 800- bzw. 400-Meter-Läu­fen zur Feststellung der maximal erreichten Herzfrequenzen“. Doktorvater war Prof. Dr. med. Emil Josef Klaus, der Direktor des Instituts für Sportmedizin der Westfälischen Wilhelms-Uni­versität Münster. Die Dissertation von Hans-Jürgen Thomas fußte auf der Auswertung von experimentellen Studien mit Leistungssportlern, was damals in wissenschaftlichen Untersuchungen, insbesondere im Verlauf von Dissertationen, noch nicht üblich war und einen relativ hohen Arbeitseinsatz und Zeitaufwand erforderte.

Seine ersten Einblicke in die berufliche Betätigung von Ärztinnen und Ärzten und in den „Me­dizinbetrieb“ gewann Hans-Jürgen Thomas im Krankenhaus in Dorsten, wo er bereits in jungen Jahren Kontakt mit kranken Menschen bekam und von den dort tätigen Klinikärzten bei seiner späteren Berufswahl stark beeinflusst wurde.