A régi billentyűshangszer-specialista és karmester Tóth-Vajna Zsombor a fiatal magyar zenészgeneráció kiemelkedő alakja. A budapesti Liszt Ferenc Zeneművészeti Egyetemen szerzett kitüntetéses csembaló- és orgonaművész diplomákat Spányi Miklós és Dobozy Borbála növendékeként, majd mestertanulmányait a Conservatorium van Amsterdamban folytatta, ahol Menno van Delft, Richard Egarr és Jacques van Oortmerssen irányításával kapott orgona-, csembaló-, fortepiano- és klavikordművész diplomát. Karmesteri tudását Richard Egarr, Ton Koopman és Howard Williams vezetésével tökéletesítette. Emellett a budapesti Semmelweis Egyetem Általános Orvosi Karán is végzett tanulmányokat.
Mesterei sokoldalú, szerteágazó érdeklődésű körű muzsikusnak ismerték meg, aki a zene és a zenemű hangszeren való zenei-technikai megvalósításainak mély összefüggései iránt a végletekig elkötelezett. A legapróbb árnyalatok megoldásaira is érzékeny muzsikus, aki kreatív hozzáállásával, igényességével másokat is inspirálni
tud. Mindezen tulajdonságok ötvöződnek benne egy nagyon szuggesztív előadásmóddal, maradandó élményt szerezve ezzel a hallgatóságnak.
Az itthoni és külföldi koncerttermek gyakori vendége, Európa számos országa mellett fellépett az Egyesült Államokban is. Eddigi koncertjei közül kiemelkedik a londoni Westminster Apátság és a londoni és Szt. Pál Székesegyház, ahol első magyarként adhatott szóló koncertetket, de visszatérő vendége a Hallei Händel Fesztiválnak és a londoni Händel Háznak is.
Mint orgonaművész a történelmi orgonák elismert szakértője. Több jelentős historikus orgonán adott eddig koncertet, például az amszterdami Waalse Kerk és a Szt. Bavo Székesegyház Müller hangszerein, a híres hamburgi St. Jacobi és Alkmaar Schnitger orgonáin, a hallei Marktkirche történelmi hangszerein és a lipcsei Tamás Templom Bach orgonáján, alig pár méterre a mester sírjától, de emellett az Egyesült-Királyság történelmi hangszereinek is avatott megszólaltatója.
Szenvedélyes kamarazenész, eddigi pályája során olyan partnerekkel dolgozhatott együtt, mint Miklósa Erika, Sümegi Eszter, Bretz Gábor, Várdai István, Keller András, Avi Avital, Baráti Kristóf, Pusker Júlia és Kelemen Barnabás. Felvételeket készített a Magyar Rádió és a Magyar Televízió felkérésére többek közt Batta Andrással a régi
billentyűs muzsika népszerűsítésére. Alapítója és művészeti vezetője a 2015-ben alakult Harmonia Caelestis Barokk Zenekarnak, akikkel itthon és külföldön is koncerteznek, és szívügye a négykezes billentyűs muzsika ikertestvérével, Gergellyel Duo Piano e Forte néven.
Billentyűs tudását Pierre Hantai, Skip Sempé, Ton Koopman, Masaaki Suzuki, Malcolm Bilson, Lorenzo Ghielmi, Christine Schornsheim, Luigi Ferdinando Tagliavini, Jon Laukvik, Andreas Staier és Hans Fagius kurzusain, vezénylését Riccardo Muti, Howard Williams, Richard Egarr, Ton Koopman és Sir Roger Norrington mesterkurzusain fejlesztette tovább. Oktatóként mesterkurzusokat tartott itthon és külföldön, nemzetközi versenyek zsűritagja.
2020-tól a londoni Royal College of Music ösztöndíjas doktori hallgatója. Kutatási területe a 17. századi angol billentyűs zene előadói kérdései. Kutatóként előadott az Oxfordi Egyetemen és a Royal Academy of Music-on.
Eddig kilenc önálló lemeze jelent meg, többek közt a Hungaroton, a Magyar Kultúra Kiadó és a Harmonia Caelestis gondozásában.
Tóth-Vajna Zsombor 2013-ban megkapta a Semmelweis Egyetem egyik legnagyobb elismerését, a Kerpel-díjat, 2015-ben a La Femme magazin Magyarország 50 legtehetségesebb fiatalja közé választotta, 2019-ben Bach Fesztiváldíjat vehetett át, 2024-ben a Magyar Arany Érdemkereszt kitüntetést és a Budavárért Emlékérmet vehette át, 2025-ben pedig a Magyar Állam által adható legmagasabb zenei kitüntetésben, Liszt Ferenc- díjban részesült.