Тодор Анастасов е роден на 23 септември 1932 г. в Плевен в семейство на офицер от инженерните войски. По време на събитията от 9 септември 1944 г. баща му вече е повишен в чин подполковник, а по-късно в полковник. През 1946 г. обаче той е уволнен без право на пенсия поради конфликти с политическия командир на полка.

През 1948 г. семейството е изселено в Ботевград, където Тодор продължава гимназиалното си образование в условия на голяма бедност. Той е принуден да помага в земеделската работа, докато майка му преподава чужди езици, а баща му, след като се разболява от туберкулоза, работи в местен дарак, преди да се пенсионира по болест.

В тези тежки условия семейството решава да търси спасение извън България. През август 1951 г. заминават за село Ситово в Родопите, но поради лошо време и разколебаване от страна на помощника им, опитът за бягство се проваля.

В училище Тодор е приет добре, защото помага на съучениците си по математика. Въпреки че завършва с отличен успех, не му позволяват да се яви на кандидатстудентски изпити три пъти. След тези неуспехи, той започва курсове за микробиологични лаборанти в Медицинска академия.

През ноември 1951 г. заедно с двама приятели прави неуспешен опит да избяга в Гърция, но един от тях се разболява и тримата се връщат обратно. Един от спътниците му впоследствие е арестуван, а при обиск в квартирата му намират дневник, описващ плана за бягство. Тодор е задържан за 51 дни и подложен на психологически натиск по време на следствието.

Той е изпратен без присъда в лагера Белене заради участието си в опита за бягство и прекарва там 7 месеца и 8 дни, докато лагерът е закрит след смъртта на Сталин през 1953 г. В лагера се разболява от сух плеврит и се запознава с Никола Даскалов и Йордан Ачков, които остават негови приятели за цял живот.

След освобождаването от Белене успява да завърши физика през 1960 г. Професионалният му път започва като учител в Перник, където се среща с бившия културпросветник от лагера Белене, Агайн, на когото преподава на сина.

През целия си живот Тодор е преследван от неприятности, свързани с миналото му. След учителстването, започва работа в лабораторията на Бакърената фабрика в София а през 1963 г. се присъединява към Института по електропромишленост към БАН благодарение на покровителството на проф. Никола Белопитов, който се познава с бащата на Тодор(свидетелства в негова защита по време на процесите срещу ген. Заимов). Там успява да стане научен сътрудник – „по взаимна изгода“. След като Белопитов почива, отива в Института по металокерамика. Докато професора е жив, Тодор получава възможности за командировки в Берлин и Москва. След смъртта на Белопитов, обаче, през 1973 г. му отказват командировка в Лайпциг.

След падането на тоталитарния режим, Тодор Анастасов става председател на Съюза на репресираните в България. Той почина в края на декември 2023 г. на 91-годишна възраст.