Nato ad Empoli (Firenze) nel 1913, inizia a dipingere fin da ragazzo, per innatotalento del colore, cercando di replicare, da puntiglioso autodidatta, a una sorta di “esigenza interiore”, come ribadirà in un’intervista radiofonica nel 1956. Trascorse quasi nove anni sotto le armi – fra servizio di leva, campagna d’Africa (nell’Archivio degli Eredi è conservato il suo Diario autografo, relativo alla guerra in Somalia), e Seconda guerra mondiale (dal 1940 al 1942 è come sergente in Africa Settentrionale, dove scrive i versi poi raccolti nel volumetto Guerra e Poesia) – rientra finalmente a Firenze e si sposa con Giuliana Donati. Nel 1943 comincia a lavorare all’Ufficio Urbanistica.

Subito dopo la liberazione di Firenze si dedica sempre più intensamente alla pittura e stringe amicizia con Renzo Grazzini: ne nasce una sorta di sodalizio che durerà fino alla precoce scomparsa di Tomberli. Nel contempo frequenta, a Poggio a Caiano, lo studio di Ardengo Soffici, che gli è prodigo di utili consigli. Incoraggiato da colleghi ed estimatori, tiene la sua prima mostra personale alla Casa di Dante (1950).