Tomáš Pilík a Sparta Luhy-ban kezdte pályafutását, ahol ifjúsági labdarúgóként szerepelt. 1999-ben került a Příbram akadémiájára, majd itt mutatkozott be a felnőttek között a cseh élvonalban. A 2004-2005-ös szezonban 15 évesen és 343 naposan debütált az első osztályban, amivel minden idők második legfiatalabb debütánsa lett a cseh bajnokságban, Pavel Mezlík mögött.[1] 2010-ben a Baník Ostrava játékosa lett, majd ezt követően visszatért a Příbramhoz, ahol 2017 nyaráig szerepelt. A cseh élvonalban 265 találkozón lépett pályára, és 26 gólt szerzett, 2005 augusztusában, 16 évesen volt először eredményes az első osztályban, ami korrekordnak számít a vonatkozó rangsorban.[2] 2017 nyarán a Zbrojovka Brno játékosa lett.[3] 2018 nyarán a Budapest Honvéd igazolta le.[4] A budapesti csapatnál öt hónap alatt mindössze nyolc bajnokin lépett pályára, gólt nem szerzett. 2019 februárjában a Jablonec játékosa lett.[5] 2020 és 2022 között a Příbram csapatában szerepelt.[6] Eztkövetően megfordult az osztrák SV Waidhofen/Thaya csapatában.[7] 2023. július 18-án a Benešov szerződtette.[8]