Pertenecía a la ilustre familia del Franco Condado que sirvió fielmente, desde altos puestos, a la Casa de Austria, en las personas del emperador Carlos V y de su hijo Felipe II. Era hijo primogénito de Nicolás Perrenot, señor de Granvelle (Granvela en las fuentes españolas), que fue principal ministro de Carlos V, y de Nicole Bonvalot. Tomás era, por lo tanto, hermano del cardenal Antonio de Granvela, ministro de Felipe II.

Tomás Perrenot ostentaba los títulos de señor de Chantonnay y conde de Cantecroy. Fue gentilhombre de cámara y caballero de la Orden de Alcántara.

Muy dotado, como los demás miembros de su familia, para las funciones de relación exterior, en las que se experimentó muy pronto, sirvió en la Corte de Carlos V en tareas de índole diplomática; en tal calidad, acudió en 1542 a Inglaterra con la misión de persuadir a Enrique VIII a entrar junto con el Emperador en la guerra contra Francia. En 1547, fue por orden de Carlos V de nuevo a Inglaterra, esta vez para transmitir al nuevo monarca Eduardo VI el pésame por la muerte de su padre. El conocimiento de la Corte inglesa con su ambiente protestante dejó en Chantonnay una impronta de antipatía, que le fue constante en su vida y en su quehacer político al servicio de los católicos Habsburgos. Le fueron por éstos asimismo encomendadas misiones entre los príncipes de la Casa de Austria, participando así en las negociaciones y boda por poderes de la infanta María, hija del Emperador, con el primo de ésta, el archiduque Maximiliano, hijo de Fernando I. Ello le permitió intimar en trato personal con el archiduque, futuro emperador Maximiliano II. Otras misiones diplomáticos en nombre de Carlos V lo llevaron a visitar a la sobrina de éste, la princesa Cristina de Lorena en 1552. [...]