1904年先后赴法国、英国习海军。宣统元年(1909年)回国，任职于长江舰队镜清、南琛两舰。1910年2月调充海军巡洋、长江两舰队统制
萨镇冰的参谋。武昌起义爆发，随萨镇冰所率舰队支援汉口清军作战，萨见人心趋向革命，乃令舰队下驶九江，遂只身去沪。舰队士官乃决定起义，推汤为临时海军司令。舰队复驶至武昌支持
黎元洪起义军。
南京临时政府成立后，任海军次长兼海军北伐总司令，率海容、海琛舰北上烟台，助革命军光复登州（今
烟台）。南北和议告成，政府北迁。汤由烟台入京晋见袁世凯。被袁授予海军中将。1913年7月率海军镇压“二次革命”。9月被袁特任为靖武将军、湖南军务督理兼巡按使。莅湘后，统治残暴，两年间杀人以万计，人称“汤屠户”。1915年袁筹备称帝，汤在湖南设立专门机构为袁制造舆论。后西南独立，讨袁护国，其兄汤化龙劝他反戈。1916年5月28日通电反袁，宣布独立。袁本视汤为心腹，得电大愤，是为促袁死亡的“二陈汤”中的汤。袁死后，
黎元洪继任总统，未将其列入“帝制案”。民国7年（1918年）9月1日汤化龙在加拿大维多利亚被刺身亡，因此汤芗铭对政治心灰意懒，隐居北京，念经拜佛。
