Lei Tomiki est né sur l'île de Tongatapu aux Tonga, mais grandit en Australie dans la région de Sydney[2]. Il est scolarisé dans un premier temps à la Narrabeen Sports High School, avant de rejoindre le Scots College[3],[4].
Joueur prometteur, Lei Tomiki représente la sélection scolaire australienne en 2000 et 2001[6],[7].
En 2001, alors qu'il vient tout juste de terminer le lycée, il signe un contrat de trois saisons avec la franchise des Waratahs[4],[8].
Il joue avec l'équipe d'Australie des moins de 21 ans en 2003 et 2004, disputant les Championnats du monde de cette catégorie d'âge[9],[10].
Il fait ses débuts professionnels avec les Waratahs lors de la saison 2003 de Super 12, à l'occasion d'un match contre les Crusaders[11]. Il joue deux matchs lors de cette première saison, tous dans un rôle de remplaçant[1]. La saison suivante, il joue trois rencontres, dont une titularisation contre les Blues[1],[12]. Toujours présent dans l'effectif lors de la saison 2005, dans le cadre d'une féroce concurrence, avec notamment l'emblématique Phil Waugh à son poste, il ne joue cette fois pas le moindre match[13].
Peu utilisé en Super 12, Lei Tomiki joue davantage avec le club de Randwick en Shute Shield, et remporte ce championnat en 2004[14],[15]. Il remporte également la Tooheys New Cup la même année[16].
En 2005, il rejoint le club français du RC Narbonne en Top 14[17]. Il s'impose rapidement au sein de la troisième ligne de sa nouvelle équipe, obtenant un temps de jeu important[1]. Lors de sa deuxième saison, il parvient à inscrire neuf essais, faisant de lui le deuxième marqueur du club derrière l'ailier Julien Candelon[18]. Ses performances n'empêchent pas le club audois d'être relégué en deuxième division, et Lei Tomiki quitte alors le club[19],[20].
Après son départ de Narbonne, il s'engage en 2009 avec le Castres olympique au sein du même championnat[21]. Il joue deux saisons et quarante-neuf matchs avec le club castrais[1].
En , il participe à la tournée des Barbarians français en Argentine pour affronter le Rosario Invitación XV puis les Pumas[22]. Les Baa-Baas l'emportent 54 à 30 contre Rosario puis s'inclinent 32 à 18 contre l'Argentine à Buenos Aires[23],[24].
En , après quatre saisons en France, il décide de rentrer en Australie et s'engage pour deux saisons avec les Queensland Reds en Super Rugby[25],[26].
Toutefois, avant de rejoindre les Reds, dont la saison commence en , il effectue un passage deux mois avec l'US Carcassonne en Fédérale 1, où il retrouve ses anciens coéquipiers à Narbonne Franck Tournaire et Christian Labit, ce dernier étant devenu entraîneur[27],[28].
Il retourne jouer en France en 2011, rejoignant le Stade français en Top 14[32]. Au milieu de sa première saison à Paris, il se blesse gravement ce qui met fin à saison, et permet notamment l'arrivée de son cousin George Smith en tant que joker médical[33]. En , il est remplaçant lors de la finale de Challenge européen que son équipe perd face au Leinster[34]. Peu utilisé lors de sa deuxième saison, il n'est pas conservé et quitte le club en [35].
Sans club pendant quelques mois, il fait finalement son retour au RC Narbonne en Pro D2 à partir de [36]. Régulièrement utilisé lors de sa première saison (dix-huit matchs), il joue moins lors de sa seconde (dix matchs)[1],[37]. À la suite d'une saison 2015-2016 vierge de toute rencontre, il quitte le club après avoir été déclaré inapte à la pratique du rugby[38]. Lei Tomiki attaque cependant le club audois en justice un an plus tard, avec certains ex-coéquipiers, pour un licenciement estimé abusif[39],[40].
