W 1655 roku poślubił Marthę Buttall, kwakierkę i prędko przyjął nową doktrynę. Jako dobry mówca chętnie nauczał o nowej wierze w Walii oraz Londynie – był dwukrotnie aresztowany w 1661 roku. W 1667 roku wydał pamflet, napisany częściowo po angielsku i walijsku, opisujący wierzenia kwakrów. Oskarżony o zdradę stanu, w konsekwencji przystąpienia do Religijnego Towarzystwa Przyjaciół, spędził 6 lat w więzieniu.
Walijscy kwakrzy, zainspirowani przez wizję własnej kolonii w Ameryce Północnej autorstwa Williama Penna, tworzyli kompanie kupujące ziemię. Edward Jones – zięć Wynne'a, założył kompanię, która podzieliła obszar 5000 akrów pomiędzy 17 inwestorów, sprzedając parcele za 5 funtów i 6 szylingów. Idąc za jego przykładem Thomas zorganizował własną kompanię kwakrów, skupującą ziemię w przyszłej Pensylwanii. 30 sierpnia 1682 roku, na statku "Welcome", Wynne pożeglował do Nowego Świata. Do momentu przybicia w zatoce Delaware trzydziestu ze stu pasażerów zmarło na ospę.