Né à Iseghem en Belgique, Tom Vandenberghe est notamment formé par Zulte Waregem, le Racing Waregem avant de poursuivre sa formation au Deerlijk Sport. Après un bref passage au Sparta Petegem, dans les divisions inférieures, il s'engage avec le KMSK Deinze, alors promu en deuxième division[2]. C'est avec ce club qu'il fait ses débuts en professionnel, jouant son premier match le , lors d'une rencontre de championnat face à l'Antwerp. Titulaire lors de cette rencontre, les deux équipes se neutralisent sur le score d'un but partout[3].
En 2019, le contrat du Belge est prolongé de trois ans avec le club de Deinze[4].
Le , le KV Courtrai annonce la signature de Vandenberghe à partir de la saison 2022-2023. Il y signe un contrat de trois saisons après l'expiration de son contrat à Deinze[5],[6].
Le , il prolonge son contrat avec les Courtraisiens jusqu'en [7].
Le gardien de but inscrit le premier but de sa carrière contre la KAS Eupen le . Ce but permet à son équipe d'arracher le match nul (1-1)[8],[9].
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