Ante Tomić arriba a la Penya l'estiu de 2020 després que el FC Barcelona li comuniqués que no el renovaria. Tot i rebre ofertes econòmicament més importants que la del Joventut Tomić va preferir continuar vivint amb la seva família a prop de Barcelona i unir-se al projecte verd-i-negre. Tomić es converteix en un pilar fonamental en el joc de Duran i l'estiu de 2022, en acabar el seu contracte, renova per la Penya per tres temporades més.

El seu paper a la Penya es torna fundamental i millora els seus números temporada a temporada. La temporada 2024-25, a banda de ser dues vegades MVP de la jornada, aconsegueix 3 MVPs mensuals (fita que només havia aconseguit abans un altre jugador), el que suposava el setè de la seva carrera. Amb aquest darrer MVP aconseguit en el mes d'abril de 2025 supera els 6 de Darryl Middleton i iguala Sabonis en la quarta plaça del ranking de jugadors amb més MVPs de la Lliga ACB.

El 2025 és anomenat primer capità de l'equip, acompanyat per Ricky Rubio, qui torna a la Penya aquesta temporada.

Internacional amb Croàcia des de jove, defensa la seva selecció des del 2005. Va guanyar la medalla d'or dels Jocs del Mediterrani el 2009. Va debutar amb l'absoluta a la Copa del Mòn de l'any 2010, participant en un total de dos mundials i tres Eurobaskets. Després de l'Eurobasket de 2015, Tomić va anunciar que es retirava de la selecció.