Laub var prestesønn fra Langå ved Nyborg, men mistet sin far allerede som 13-årig. Familien bodde heretter i Fredericia, hvor han fortsatte sin skolegang, men flyttet til Sorø Akademi i gymnastiden. Etter studentereksamen i 1871 begynte han på et teologi-studium, men oppgav det etter et par år og ble i stedet opptatt på musikkonservatoriet i København. Herfra fikk han organisteksamen i 1876.
Th. Laub fik sitt virke som organist ved 3 københavnske kirker:
Allerede i tiden på musikkonservatoriet fikk Laub, blant annet under innflytelse av sin lærer Johan Christian Gebauer, som var hans forgjenger som organist ved Helligåndskirken, interesse for gammel musikk. Gebauer hadde dessuten selv kritisert kirkemusikken i den retning som Laub senere tok opp. Han leste dessuten skrifter av Carl Georg Vivigens von Winterfeld og Gottlieb von Tucher om kirkesangens historie.
I perioden 1882-1883 var Laub i Italia, hvor han studerte gammel italiensk musikk, og på en senere reise til Bayern i 1886 opplevde han virkningen av en fornyelse av kirkemusikken.
Han nådde frem til den oppfatning at kirkemusikken burde søke tilbake til sine røtter, det vil si til musikken fra før år 1600. Siden da hadde man først fra reformasjonstiden overtatt koraler uten rytme og med et slepende tempo, og siden den romansepregede salmetone, som hadde vunnet innpass først med H.O.C. Zincks og C.E.F. Weyses koralbøker fra hhv. 1801 og 1839 og senere med A.P. Berggreens koralbok fra 1853.
Han offentliggjorde sine tanker i 1887 i boken Musik og kirke og fulgte den opp med en lang rekke komposisjoner som omsatte de fremførte teorier i praksis. Hans tanker reiste en voldsom offentlig debatt, hvor hans reformarbeid ble utsatt for sterk kritikk fra fremtredende personer i musikklivet, men hvor han dog også fikk støtte fra andre, blant hvilke kan nevnes P.E. Lange-Müller og Carl Nielsen.
Hans koralbok fra 1918 med mange av hans komposisjoner er kronen på hans verk på dette område, og han rundet det hele av i 1918 med boken Musik og kirke, som er hans musikkteoretiske testamente.
Han gjennomførte en tilsvarende rekonstruksjon for en del av de gamle danske folkeviser, som han i 1893 skrev en artikkel om i tidsskriftet Dania med titten «Vore folkemelodiers oprindelse». Melodisamlingen Danske folkeviser med gamle melodier I-II, 1899 og 1904, inneholder hans kompositoriske oppfølgning på hans ønske om å føre dem tilbake til en mer opprinnelig skikkelse.
Laub fant dessuten – især i sine senere år – tid til å komponere melodier til en rekke danske sanger.
Laubs komposisjoner
1888 80 rytmiske Koraler, en enstemmig samling
1889-1891 Kirkemelodier, tre hæfter med firstemmige udsættelser
1890 10 gamle danske Folkeviser udsatte for blandet kor
1896 Udvalg af Salmemelodier i Kirkestil
1899 Danske Folkeviser med gamle Melodier I med Axel Olrik,
1902 Udvalg af Salmemelodier i Kirkestil, bind 2.
1904 Danske Folkeviser med gamle Melodier II med Axel Olrik
1917 En Snes danske Viser, hæfte 2 (igen med Carl Nielsen)
1918 koralbogen Dansk Kirkesang
1920 Tolv viser og sange af danske digtere
1920 Ti Aarestrupske ritorneller
1922 30 danske sange for 3 og 4 lige stemmer
1922 Udkom Folkehøjskolens Melodibog med en række folkelige melodier af Th. Laub
1928 24 salmer og 12 folkeviser udsat for 2 og 3 lige stemmer
Kjente salme- og sangmelodier
Alle mine kilder skal være hos dig •
Alt, hvad som fuglevinger fik •
Alt står i Guds faderhånd •
At sige verden ret farvel •
Dejlig er den himmel blå •
Den store hvide flok vi se •
Der er et land så kosteligt •
Det er hvidt herude •
En sømand med et modigt bryst •
Er lyset for de lærde blot •
Et jævnt og muntert, virksomt liv på jord •
Fred hviler over land og by •
Giv mig, Gud, en salmetunge •
Har vi toppet, må vi dale •
Hil dig, frelser og forsoner •
Hvad solskin er for det sorte muld •
Hvilestunden er i vente •
I Skanderborrig enge •
I skyggen vi vanke •
Jeg er født på Jyllands sletter •
Lyksaligt det folk, som har øre for klang •
Morgenstund har guld i mund •
O du Guds Lam •
Sov sødt, barnlille •
Stat op, min sjæl i morgengry •
Stille, hjerte, sol går ned •
Så drager du ad fremmed land •
Tiden skrider, dagen rinder •
Vægtersang
Th. Laub har dessuten komponert kvarters- og timeslagene til rådhusklokkene på København rådhus.