天宝二年（743年），第一次随 鉴真大师东渡日本。天宝三年（744年）第四次东渡日本时，于浙江黄岩禅林寺被扣，渡海队伍强行解散，思托遂留居临海的龙兴寺，入天台之门。自此长住临海龙兴寺（台州开元寺），成为临海龙兴寺（台州开元寺）高僧。临海龙兴寺（台州开元寺）亦因思托以后的东渡成功，而名闻日本。天宝七年（748年），应鉴真之召赴扬州，第五次东渡日本。未果，复回临海龙兴寺（台州开元寺）。天宝十三年（754年），思托随鉴真终于东渡成功。鉴真前后六次东渡日本，思托是唯一“始终六度，经逾十二年”追随的中国僧人，“四度造舟，五回入海”，虽历尽艰辛，备尝漂泊之苦，而总无退心，最后更和 鉴真一样埋骨在异邦日本。

到达日本之后，始终追随鉴真其后，和日僧普照具体主持执行唐招提寺的初创工作，除了授戒、讲律之外，积极参与造寺、写经和雕塑佛像等佛事活动。又应道璇之请，在大安寺唐院为其弟子忍基、常魏等讲法励《四分律疏》和《饰宗义记》（即《镇国记》）等。还多次为僧众讲述天台教义，播撒“天台”种子。期间，为反击代表顽固保守势力的日本旧教团对鉴真的诽谤攻击，思托以自己的亲身见闻和经历，撰写了《大唐传戒师僧名记大和上鉴真传》，驳斥旧教派的澜言。并在鉴真圆寂以后，约请当时“文人之首”的淡海三船利用他所写的《鉴真传》，改写成《和上东行传荃》，即今之所见的《唐大和上东征传》。日本延历七年（788年），思托又撰写《延历僧录》五卷、目录一卷，这是日本历史上最早的僧传。

此外，鉴真圆寂后思托所制作的鉴真 干漆夹苎坐像，是日本美术史上最早的雕塑，史称“唐招提派”。可以说，思托的日本传道，揭开了临海与日本佛教文化交流的序幕。