Op driejarige leeftijd werd Kortbeek lid van atletiek- en turnverenigingPrins Hendrik. Doordat zijn ouders hiervan lid waren, kwam hij al vroeg in aanraking met de atletieksport. Zijn eerste succes behaalde hij in 1998. Toen won hij op de 400 m horden de Nederlandse jeugdtitel. Het jaar erop prolongeerde hij deze titel. Zijn eerste seniorentitel won hij op de Nederlandse kampioenschappen van 2001 in Tilburg. Deze titel won hij hierna nog vijfmaal.
In 2003 behaalde Thomas Kortbeek een eerste plaats op de universiade in Daegu met een persoonlijk record van 48,95 s, de op-één-na snelste tijd ooit van een Nederlander op de 400 m horden. Hij miste hiermee nipt de olympische limiet van 48,89. In datzelfde jaar won hij in Bydgoszcz een bronzen medaille op de Europese kampioenschappen voor junioren. Met een tijd van 49,68 finishte hij achter de PoolMarek Plawgo (goud; 48,45) en de DuitserChristian Duma (zilver; 49,53).