Tors musikalske karriere startet som sanger for ulike danseband på Vestlandet på begynnelsen av 1980-tallet. I 1983 platedebuerte Endresen med bandet Salex og singelen «My Girl».
I 1986 kom Endresen ut med debutplata Call Me Stranger, sammen med Pål Thowsen. Musikken var i stil med artister som Mr. Mister og Toto. De fleste tekstene var skrevet av Ivar Dyrhaug.
Fra Call Me Stranger hadde Thowsen og Endresen en hit med singelen «Black Rain», og bare tilfeldigheter gjorde at singelen ikke ble valgt til tittelmelodi for James Bond-filmen Living Daylights i 1987. Valget falt i stedet på A-ha.
Han ble nasjonalt kjent som syngende bartender sammen med Rune Larsen i programserien Lollipop på NRK på begynnelsen av 1990-tallet. Duoen laget 30 programmer og solgte over 300 000 album med musikk fra serien. Stilen var 1950- og 1960-årenes popmusikk.
I 1987 debuterte han i Melodi Grand Prix med låten «Hemmelig drøm» som ble nummer ni. Siden har han deltatt med låter som «Café le swing» i 1990, «Radio Luxembourg» i 1992 og «Aladdin» i 1994. Tre år senere vant han konkurransen med låten «San Francisco». Til sammen har Endresen deltatt tolv ganger i Melodi Grand Prix, bare Jahn Teigen har flere deltakelser, med 14 finaler.
Endresen har deltatt i en rekke andre tv-programmer, blant andre Beat for beat (NRK), God morgen Norge (TV 2), God kveld Norge(TV 2), Momarkedet (NRK), Absolutt norsk (NRK), Kjempesjansen (NRK). Han har også vært fast innslag i nevnte Lollipop (NRK) og Casablanca (TV 2).
Han har fått pris av Disney to ganger for sine innspillinger av musikk til Disney-filmer, for eksempel for hans tolkninger av Phil Collins' sanger til Tarzan i 2000. Han synger også sangene i den norske versjonen av Et kongerike for en lama (2001) og en del andre tegnefilmer fra Disney-konsernet.
Endresen hadde hovedrollen i musikalen Ain't Misbehavin' ved Den Nationale Scene i Bergen i 1994. Som en av herrene i sangerlosjen Ad Fontes, var han med i sommerrevyen Da Bjørgvin blev by, i Bergen i 2002. I 2005 var han med i musikalen Chess i Sandefjord, sammen med blant andre Tommy Körberg og Guri Schanke.
I 2006 holdt Tor Endresen og Rune Larsen forestillinger kalt Absolutt oss, der handlingen var den musikalske verden, sett fra to gutterom, henholdsvis i 1960- og 1970-årene. I forestillingen hadde de med musikalske gjester som Katrine Moholt, Venke Knutson, Guri Schanke og Anita Skorgan. De to har også holdt kirkekonserter kalt Sendt til verden. Endresen har i flere år vært med i Strømmestiftelsens førjulskonsert Stille natt, hellige natt sammen med blant andre Rune Larsen, Marian Aas Hansen og Anita Skorgan.