Kontynuował szkolenie jednostki aż do D-Day.
5 czerwca 1944 roku wsiadł do jednego z C-47 transportujących amerykańskich spadochroniarzy do Normandii. Przed wylotem napisał list do swojej żony: Najdroższa Annie. Za kilka godzin zabieram najlepszą grupę facetów na świecie do Francji. Zrobimy tym draniom piekło. O dziwo, nie boję się specjalnie. Ale w sercu czuję ogromną tęsknotę za tym, jak trzymałem cię w ramionach. Kocham cię – na zawsze. Twój Tom. Po przekroczeniu kanału La Manche, gdy samolot znajdował się w powietrzu nad półwyspem Cotentin, zanim żołnierze zdążyli wyskoczyć, został trafiony przez niemiecką artylerię przeciwlotniczą. Samolot rozbił się na polu w pobliżu wioski Beuzeville-au-Plain, zabijając wszystkich na pokładzie. Po ugaszeniu pożaru mieszkańcy wioski pochowali szczątki amerykańskich żołnierzy na cmentarzu w Sainte-Mère-Église. W 1952 roku ciało Thomasa Meehana zostało ekshumowane i przewiezione do Stanów Zjednoczonych, gdzie spoczęło na cmentarzu Jefferson Barracks Military Post National Cemetery w Lemay w stanie Missouri.
Życie prywatne Był żonaty z Anne Shore. Mieli córkę Barrie.