Tõnu Kilgas sündis 13. augustil 1954. aastal Tartus. Tema isa oli näitleja Lembit Mägedi, ema näitleja Ellen Kaarma. Ta lõpetas 1977. aastal Heino Elleri nimelise Tartu Muusikakooli L. Jürgensi ja A. Kurtna klassi laulu ja koorijuhtimise erialal. Töötas 1976–1984 näitlejana teatris Vanemuine, 1984–2001 Estonias. Viimasel kümnel aastal mängis peamiselt Vana Baskini Teatri lavastustes. Lisaks kodumaistele lavadele tegi Kilgas kaasa ooperites, mis jõudsid lavalaudadele USA-s, Taanis, Hollandis, Ühendkuningriigis ja Saksamaal.

Tõnu Kilgase filmidebüüdiks oli peaosa Peeter Simmi lühimängufilmis „Stereo“ 1978. aastal, kusjuures ta ei kasutanud dublanti – võttis ise lehma poegimise vastu ja kihutas mootorrattaloksuga järsakust alla. Kuna aga „Stereo“ põhines Riho Mesilase jutustusel, kes põgenes filmivõtete ajal NSV Liidust, siis pandi film „riiulile“ ja jõudis vaatajate ette alles 1991. aastal. Järgnesid rollid filmides „Inimene, keda polnud“ (1989), „Rahu tänav“ (1991), „Need vanad armastuskirjad“ (1992) jm. Samuti osatäitmised telesarjades „Õnne 13" (1993–2020) ning „Viimane võimalus“ (2018).

Aastatel 1970–1974 oli Kilgas ansambli Fix laulusolist. Samuti oli ta kauaaegne Viru Varietee solist ja konferansjee ning enda ansambli Klann solist.

Tõnu Kilgas suri 25. mail 2021. aastal.