涂思宗早年畢業於蕉嶺縣立中學，後入粵軍許崇智部，並隨之參加對抗舊桂系的戰役。1921年，凃思宗進入韶關粵軍講武堂就讀，結業後駐紮於粵桂邊境一帶，因對抗陳炯明有功而升任營長，後又參加兩次東征。北伐開始後，涂思宗就任國民革命軍第一軍第三師第七團團長，以作戰勇猛而升任副師長、第二十二師師長、第三師師長等，在濟南戰役中擊潰張宗昌的直魯聯軍。
北伐結束後部隊縮編，涂思宗任第二師第五旅旅長，並入北平陸軍大學第一期受訓，結業後曾派往淞滬、華北等地協調對日作戰，並安撫當地地方勢力。涂思宗於1935年晉升少將，次年升任第十四軍副軍長；西安事變時一度被扣留，事變落幕後被派為中央視察團團長，赴延安考察中共情況。抗戰開始後，涂思宗出任福建汀漳師管區司令、廣東潮惠施管區司令等；1939年時晉升中將，任第九集團軍參謀長，後調為軍政部桂林辦事處主任、陸軍總司令部高級參謀。
抗戰結束後，涂思宗曾獲選為國大代表，但未就職，後任閩粵邊區匪總指揮。涂思宗於1949年隨政府赴臺，1950年後定居香港，曾協助情報工作。1981年4月，涂思宗在香港病逝。留有《夢影塵痕錄》、《影塵痕詩稿》。