Za początek dojrzałej kariery kompozytorskiej Tomasza Sikorskiego można uznać rok 1962 , kiedy to – tuż przez uzyskaniem dyplomu ukończenia studiów wyższych – jego utwór Echa II otrzymał wyróżnienie na V Konkursie Młodych Kompozytorów. Była to kompozycja przeznaczona na pięciu wykonawców, a nie tak jak podaje oficjalny komunikat (i w ślad za nim „Życie Warszawy”) na orkiestrę symfoniczną. Półtora roku później (w styczniu 1964 roku) swą premierę miał natomiast utwór Echa II (quasi improvvisazione) przeznaczony na 1, 2, 3 lub 4 fortepiany, taśmę i perkusję Trudno z całą pewnością stwierdzić, czy to sukces skłonił kompozytora do dalszej pracy nad utworem i dodania do niego partii taśmy, czy też o wzbogaceniu kompozycji myślał już wcześniej.

W 1962 roku Sikorski zadebiutował też jako pianista na festiwalu „Warszawska Jesień” wykonując (z Carlą Henius i Zygmuntem Krauzem) po raz pierwszy w Polsce Lyrische Gesange II Dietera Schönbacha. Latem tego samego roku pojawiła się też szansa wyjazdu do Paryża na stypendium u Oliviera Messiaena. Teodor Zalewski, pełniący funkcję prorektora PWSM, napisał wówczas do Ministerstwa Kultury i Sztuki pismo z poparciem starań Sikorskiego. Do przyznania stypendium jednak nie doszło – najprawdopodobniej z powodu młodego wieku i skromnego dorobku artystycznego kompozytora. Niespełna dwa lata później – w lutym 1964 roku – Tomasz Sikorski raz jeszcze aplikował o to stypendium, ale i tym razem jego starania okazały się bezskuteczne. Te niepowodzenia pozostały jednak bez większego wpływu na jego rozwijającą się karierę.

21 stycznia 1963 roku Sikorski został członkiem kandydatem Związku Kompozytorów Polskich. Zaraz potem miał miejsce jego zagraniczny debiut. W Polskim Ośrodku Kulturalnym w Wiedniu wykonane zostały bowiem Echa I. W 1963 roku Sikorski pracował też nad przygotowaniem prawykonania swojego nowego utworu pt. Antyfony, którym zadebiutował na „Warszawskiej Jesieni” – tym razem jako kompozytor. 1 października rozpoczął pierwszą pracę – „nauczyciela przedmiotów”. Na macierzystej uczelni prowadził zajęcia z czytania partytur oraz instrumentacji. Szybko otrzymał awans i 15 lutego 1964 roku został powołany na stanowisko asystenta na Wydziale I przy Katedrze swojego ojca, prof. Kazimierza Sikorskiego. 13 listopada tego roku, mając zaledwie 26 lat, został przekwalifikowany na członka zwyczajnego Związku Kompozytorów Polskich. Komisja kwalifikacyjna oceniała wówczas Antyfony, Szkice, Stretty oraz Echa II (quasi improvvisazione).

Rok 1963 to również czas koncertów muzyki współczesnej w radiowym Studiu M-1 przy ulicy Myśliwieckiej. Szybko zyskały one dużą popularność i cieszyły się dużą frekwencją. W repertuarze koncertów znajdywały się utwory czołowych twórców tamtych lat, np. Earle’a Browna, Johna Cage’a, Corneliusa Cardew, Mortona Feldmana, Luisa de Pablo, La Monte Younga i Christiana Wolffa. Jednym z pierwszych był natomiast koncert monograficzny Antona Weberna. Wykonano wówczas m.in. Koncert kameralny op. 24 pod dyrekcją Krzysztofa Biegańskiego. Inicjatorem koncertów był John Tilbury, który po przyjeździe do Warszawy na studia pianistyczne u Zbigniewa Drzewieckiego zaprzyjaźnił się z Tomaszem Sikorskim i Zbigniewem Rudzińskim. Pokazywał im przywiezione ze sobą partytury najnowszych utworów i spontanicznie zaproponował kiedyś zorganizowanie koncertu z ich prezentacją. Młodzi kompozytorzy znali Józefa Patkowskiego – twórcę Studia Eksperymentalnego Polskiego Radia – którego przekonali, aby Polskie Radio udostępniło im studio na próby i koncerty. W zależności od programu przygotowywanego koncertu angażowano różnych muzyków. Wśród nich znalazł się Zygmunt Krauze, który swoim entuzjazmem i zdolnościami organizacyjnymi znacząco wsparł kolegów i szybko włączony został w krąg głównych organizatorów. Sukces przedsięwzięcia – do tej pory nie odbywającego się pod jakimkolwiek szyldem – nasunął Tilburemu myśl, że należałoby nadać zespołowi nazwę. On właśnie zaproponował „Musical Workshop” (Warsztat Muzyczny). 

Koncerty odbywały się z dużą częstotliwością do roku 1965, kiedy to John Tilbury powrócił do Anglii. W tym też roku Tomasz Sikorski i Zbigniew Rudziński wyjechali na półroczne stypendium. Działalność „Warsztatu Muzycznego” została w zasadzie zawieszona. Po powrocie z Paryża młodzi kompozytorzy – już bez Johna Tilburego – wykazywali się już mniejszym zaangażowanie organizacyjne. Skupili się bardziej na własnej twórczości oraz działalności akademickiej (obaj wykładali na warszawskiej PWSM). Idee „Warsztatu Muzycznego” kontynuował natomiast Zygmunt Krauze, który w 1967 roku założył pod tą nazwą własny zespół o ustalonym już składzie: Edward Borowiak – puzon, Witold Gałązka – wiolonczela, Zygmunt Krauze – fortepian, Czesław Pałkowski – klarnet. Przez ponad 25 lat „Warsztat" dał setki koncertów, dokonał wielu prawykonań utworów dedykowanych zespołowi. Sikorski i Rudziński zaskoczeni nieco nową sytuacją, na przełomie 1967 i 68 roku założyli własny zespół „Ad novum”, który działał do połowy lat 70. W jego podstawowym składzie znaleźli się – poza założycielami – flecista Andrzej Wojakowski oraz perkusista K. Woźniak. Skład zespołu dostosowywany był do aktualnych potrzeb i często poszerzany – nawet do kilkunastu osób. „Ad novum” dokonał prawykonań kompozycji m.in. Edisona Denisova, Zbigniewa Bujarskiego, Jana Wincentego Hawla oraz swych założycieli.

Podczas koncertu finałowego „Warszawskiej Jesieni”, 30 września 1965 roku, miały swoją premierę najnowsze utwory Zbigniewa Rudzińskiego i Tomasza Sikorskiego. Kompozytorzy ci rankiem następnego dnia formalnie rozpoczynali swoje francuskie stypendium. Na początek zagrano Moments musicaux na orkiestrę symfoniczną. Drugim utworem było Concerto breve na fortepian, instrumenty dęte i perkusję Sikorskiego z udziałem samego kompozytora, który w sposób brawurowy wykonał partię fortepianu.

Sikorski wyjechał do Paryża dopiero we wtorek 4 października. Obaj stypendyści zamieszkali w przestronnych studiach nieopodal Sekwany, przy Rue de l'Hôtel de Ville 18, gdzie do dziś mieści się Cité Internationale des Arts. Oficjalnie przebywali na studiach u Nadii Boulanger, lecz spotykali się z nią sporadycznie i wizyty te miały raczej charakter kurtuazyjny. Wymieniali wówczas poglądy na temat muzyki, prowadzili luźne rozmowy. Młodzi kompozytorzy cenili bardzo te inspirujące dyskusje, uznali jednak, że tradycyjne lekcje czytania partytur czy harmonii, proponowane przez Boulanger, nie na wiele im się zdadzą. Podczas tych spotkań mieli też okazję poznania wielu wybitnych postaci życia muzycznego: Pierre’a Bouleza, Marca Chagalla, Witolda Małcużyńskiego, Oliviera Messiaena i Iannisa Xenakisa. Poszerzali też swoje horyzonty muzyczne, często  uczestnicząc w koncertach, np. niezwykle wpływowego wówczas towarzystwa koncertowego „La Domaine Musical”. Mieli też okazję zaprezentowania własnej twórczości podczas specjalnie organizowanych audycji. Nieco ponad miesiąc po przyjeździe do Paryża – 10 listopada – odbyło się publiczne odtworzenie Concerto breve i Prologów Sikorskiego oraz Contra fidem i Moment musicaux Rudzińskigo.

Okres stypendium to również czas wytężonej pracy. Doskonałe warunki mieszkaniowe oraz dystans od bieżących spraw, sprzyjał skupieniu na własnej twórczości. Tomasz Sikorski pod koniec lutego 1966 roku w liście do Leonii Piwkowskiej i Aliny Sawickiej pisał:

Zabrałem się z podwójną energią do pracy, jak tylko dowiedziałem się o SIMC [chodzi o wykonanie utworu Sikorskiego na Festiwalu SIMC (Société Internationale pour la Musique Contemporaine) w Sztokholmie w 1966 roku]. To jednak dopinguje. Skończyłem utwór na flet i fortepian [Monodia e Sequenza], robię ostatnie retusze utworu na orkiestrę [Sequeza I ], który zgłosiłem na Festiwal [„Warszawska Jesień”], a teraz piszę duży utwór na fortepian [najprawdopodobniej Sonant]. Coraz mniej czasu – trzeba finiszować.

Po powrocie z Paryża, na początku kwietnia 1966, kompozytor przeniósł się do nowego mieszkania na Żoliborzu (ul. Kozietulskiego 6). Zapewne poczuł, że finansowo stoi już pewnie na nogach i jest w stanie opłacić koszty wynajmu. Możliwe też, że potrzebował większej przestrzeni do pracy i poczucia niezależności. Od października poprzedniego roku miał zajmować przez trzy lata stanowisko starszego asystenta na Wydziale I. Mógł zatem snuć plany na przyszłość. Od razu po powrocie Sikorski zaangażował sie też w wir przygotowań festiwalu „Warszawska Jesień”. Rozpoczął bowiem prace w Komisji Repertuarowej, którą kierował wówczas Kazimierz Serocki. W związku z natłokiem obowiązków, 13 kwietnia złożył na uczelni podanie o udzielenie urlopu bezpłatnego do końca roku akademickiego.

Kolejne lata przebiegały w typowy dla młodego kompozytora sposób: wyjazdy, wykonania, komponowanie, przygotowywanie partytur do druku. Jeszcze w roku 1966 – przed prawykonaniem Sequenzy I na „Warszawskiej Jesieni”, Sikorski wyjechał do Londynu. Pierwsza połowa roku 1967 upłynęła mu na wyjazdach do Helsinek na Festiwal „Ung Nordisk Musik” („Młoda Muzyka Nordycka”), do Londynu na nagranie Sonantu dla radia BBC, a także na koncerty i nagrania do Danii i Niemieckiej Republiki Federalnej. Podczas „Warszawskiej Jesieni” Sikorski wykonał po raz pierwszy w Polsce swój Sonant, a 2 października publiczność w Los Angeles usłyszała jego Echa II (quasi improvvisazione). W grudniu jako członek Komisji repertuarowej „Warszawskiej Jesieni” został oddelegowany do Sofii na przegląd bułgarskiej muzyki kameralnej.

Prace w Komisji Repertuarowej „Warszawskiej Jesieni” kontynuował Sikorski w 1968 roku (był jej członkiem też w następnych latach, aż do roku 1974). Pod koniec kwietnia wziął udział w Zjeździe Młodych Kompozytorów i Muzykologów Krajów Socjalistycznych w Eger na Węgrzech. Dość nieoczekiwaną wiadomość przyniósł mu sierpień. Dowiedział się wówczas, że nie zostanie z nim przedłużona umowa o pracę w Państwowej Wyższej Szkole Muzycznej w Warszawie. Wśród uchybień, których według przełożonych dopuścił się starszy asystent Sikorski, znalazły się „opuszczanie bez usprawiedliwienia zajęć dydaktycznych”, „opuszczanie kolokwiów i egzaminów” oraz – ogólnie sformułowane: „niedopełnianie obowiązków służbowych”. W odpowiedzi na przedstawione zarzuty Sikorski napisał:

Potwierdzając odbiór pisma z 19 sierpnia br. jestem zmuszony oświadczyć, że zarzuty skierowane pod moim adresem, zawarte w sprawozdaniu z zebrania Rady Wydziału I (na którym omawiana była moja sprawa) są całkowicie bezpodstawne i nieprawdziwe.

Wiele jednak świadczy o tym, że kompozytor miał duże problemy z dostosowaniem się do obowiązującego na uczelni trybu pracy. Zdarzało się, że będąc zajętym pracą tworczą, zamykał się w sali i nie wpuszczał studentów. Nie miał – jak jego ojciec – daru pedagogicznego, uczenie nie było zajęciem, które by go angażowało.

Dopóki Kazimierz Sikorski pełnił funkcję rektora, wiele „wybryków” uchodziło Tomaszowi płazem, gdy jednak zniknął rozpostarty nad nim parasol ochronny, musiał ponieść konsekwencje swojego postępowania.

Była to pierwsza poważna porażka życiowa Tomasza Sikorskiego, być może stanowiąca nawet moment zwrotny w jego, będącej pasmem sukcesów, karierze. Zapewne mocno ją przeżył i ona musiała pozostawić w nim wielką zadrę. Niepomyślny obrót spraw wyzwolił w Sikorskim pokłady agresji. Zapewne pisał odwołania i różne inne pisma, lecz albo nie uzyskiwał na nie odpowiedzi, albo ta odpowiedź przychodziła za późno, albo nie była ona zgodna z jego oczekiwaniami. 18 listopada w ataku wściekłości wysłał do Rektora PWSM – Teodora Zalewskiego – telegram następującej treści:

UPRZEJMIE ZAPYTUJĘ CZY ZWYCZAJ ODPOWIADANIA NA LISTY JEST PANU REKTOROWI ZNANY = TOMASZ SIKORSKI

Na drogę kariery akademickiej Tomasz Sikorski nigdy już nie powrócił.

Gdy definitywnie opuścił uczelniane mury, kontynuował dotychczasowe zajęcia: programowanie Festiwalu „Warszawska Jesień”, w co bardzo się teraz zaangażował oraz prace nad nowymi utworami. Na komponowanie, które stało oczywiście na pierwszym miejscu, zaczął mieć teraz więcej czasu.

W związku z utratą przez Sikorskiego stałego zatrudnienia, znacznie utrudniony okazuje się dostęp do informacji o działalności kompozytora od roku 1969. Znalezienie się na uboczu życia akademickiego sprawiło też niewątpliwie, że ograniczone zostały jego możliwości prezentowania swoich utworów zarówno w kraju, jak i zagranicą. Nie umiał bądź nie udało mu się wypełnić tej luki propozycjami z innych stron.

Koniec lat 60. to w twórczości Sikorskiego również intensywna praca nad kształtowaniem własnego języka muzycznego, skutkująca odejściem od sonoryzmu w jego „klasycznym", rodzimym kształcie. W tym też upatrywać można przyczyny spadku liczby wykonań. Niemniej 5 października 1969 roku podczas koncertu w Baden-Baden odbyło się prawykonanie Diafonii na dwa fortepiany, natomiast 24 listopada tegoż roku na Uniwersytecie w Buffalo w Baird Recital Hall wykonana została powstała rok wcześniej kompozycja Intersections na czterech perkusistów.

Rok 1970 oznaczał powrót muzyki Tomasza Sikorskiego na „Warszawską Jesień”. Miało wówczas miejsce prawykonanie Homofonii na 12 instrumentów dętych blaszanych, fortepian i gong. W kolejnych latach na festiwalu tym premiery miały także Vox humana (1971), Holzwege (1972), Bez tytułu (1973), Muzyka z oddali (1974) i w 1975 – Inne głosy.

W 1971 roku miało miejsce jedno z najważniejszych wydarzeń w życiu Tomasza Sikorskiego: wstąpił on w związek małżeński z Natalią Rosiewicz. Narzeczona kompozytora pracowała wówczas w Telewizji Polskiej jako asystentka reżysera. Z wykształcenia była filozofem – ukończyła Uniwersytet Warszawski. Tomasz, zafascynowany filozofią, miał wśród studentów tego kierunku wielu przyjaciół i znajomych. Z tego kręgu wywodziła się również Natalia Rosiewicz, z którą zaczęła łączyć go coraz bliższa relacja. Prawdopodobnie z inicjatywy Natalii powstała, jeszcze przed ślubem, muzyka do baletu La Escala de Jacob (1970), a w 1976 muzyka do baletu Podróżnik w brzuchu gwiazd. Natalia Sikorska była też autorką libretta opery radiowej Przygody Sindbada Żeglarza napisanej w 1971 roku i zrealizowanej w Polskim Radiu w czerwcu 1973 roku.

Małżeństwo Sikorskich nie trwało jednak długo i już po roku uległo rozpadowi. Byli małżonkowie mieszkali jednak razem przez następne 9 lat, a w bliskim kontakcie pozostali do końca życia. Tomasz Sikorski, pragnący stworzyć dom i prowadzić życie rodzinne, bardzo przeżył całą sytuację związaną z rozwodem. Była to jego kolejna porażka, która zrodziła w nim poważne wątpliwości: czy jest on w ogóle w stanie stworzyć trwały i szczęśliwy związek? Wspólne życie pod jednym dachem po rozwodzie nie dawało Sikorskiemu możliwości oddzielenia przeszłości grubą kreską i nowego startu. Cały czas zabiegał o byłą żonę, łudził się, że uda im się zacząć wszystko od początku. Natalia również nie nalegała na zerwanie kontaktu. Zawsze mogła bowiem liczyć na wsparcie (chociażby finansowe) byłego męża i jego rodziny. Być może było też jej żal skrzywdzonego Tomasza, dlatego – nie chcąc bardziej go ranić – pozostawała w jego pobliżu i w najtrudniejszych chwilach starała się mu jakoś pomóc. Sikorski do końca życia z nikim się już nie związał. Pozostał sam, cierpiąc samotność i popadając w coraz większe zwątpienie we własną osobę i własną twórczość.

Latem 1973 roku odbyły się premiery utworów przeznaczonych na dwa fortepiany. 8 sierpnia Jean-Pierre Armengaud oraz kompozytor prawykonali we francuskim Saint Maximin Muzykę nasłuchiwaną, natomiast 9 września na XI Festiwalu Muzycznym w Bydgoszczy po raz pierwszy w Polsce wykonane zostały Diafonia oraz właśnie Muzyka nasłuchiwana.

Podczas koncertu „Warsztatu Muzycznego” na „Warszawskiej Jesieni” 27 września 1973 roku miała miejsce polska premiera charakteryzującej się skrajnie zredukowanym materiałem muzycznym kompozycji Bez tytułu. Wykonanie to wywołało niemałe poruszenie i ogromną falę krytyki Tomasza Sikorskiego:

Utwór dzięki swojej monotonii, szybko stał się tak nudny, że aż wesoły. Zauważyłem, że wśród ogólnej uciechy panującej na sali niektórzy wydawali się skonsternowani, może dochodzili do wniosku, że nie warto już słuchać tego utworu, a może nawet nie warto już słuchać Sikorskiego

– pisał w „Ruchu Muzycznym” Janusz Szprot. Kompozytor prawdopodobnie nie zdawał sobie sprawy, że jego muzyka może zostać odebrana jako żart lub prowokacja. Reakcja publiczności mocno go zaskoczyła.

Poza Muzyką z oddali, której prawykonanie odbyło się na „Warszawskiej Jesieni”, rok 1974 przyniósł jeszcze jedną premierę: na Festiwalu Polskiej Muzyki Współczesnej we Wrocławiu odtworzona została opera radiowa Przygody Sindbada Żeglarza, w której pojawiło się wiele aluzji do biografii i osobowości Sikorskiego.

W 1975 Tomasz Sikorski otrzymał roczne stypendium w Nowym Jorku w ramach Senior Fulbright Program. Wyjazd, który był szansą nawiązania wielu kontaktów, poszerzenia horyzontów muzycznych, zaprezentowania swojej twórczości nowej publiczności i odniesienia sukcesu zagranicznego, okazał się głębokim studium samotności, z którego kompozytor przywiózł tylko nagrane na taśmę, samotne jak on, dźwięki.