Loomis sai ensimmäisen soittimensa 9- tai 10-vuotiaana, muttei alkanut harjoittelemaan tosissaan ennen kuin täytti 15 vuotta[6]. Teini-ikäisenä hän soitti muutamissa Wisconsinin paikallisissa cover-yhtyeissä ja kolmessa death metal -yhtyeessä ennen liittymistään asemaltaan vakiintuneempiin yhtyeisiin. Loomis pitää lempikitaristeinaan Yngwie Malmsteenia, Ritchie Blackmorea, Marty Friedmania, Jason Beckeria, Tony Iommia ja Brian Mayta[7].
Hän kävi koe-esiintymisessä Megadethin kitaristiksi 16-vuotiaana, korvaamaan yhtyeestä erotetun Jeff Youngin. Soitettuaan muutaman kappaleen yhdessä, Megadethin laulaja-kitaristi Dave Mustaine kiitti Loomista ja sanoi kuinka hänestä tulisi jonakin päivänä todella hyvä kitaristi, mutta hän ei ollut sopiva yhtyeeseen ikänsä takia[6][3].
Loomis valittiin seattlelaisenSanctuary kitaristiksi vuonna 1990. Sanctuary kuitenkin hajosi neljä kuukautta myöhemmin, koska kitaristi Lenny Rutledge halusi tehdä grunge-tyylistä musiikkia, johon myös yhtyeen levy-yhtiö painosti[6]. Progressiivista metallia soittanut Nevermore perustettiin 1992, ja Loomis soitti siinä vuoteen 2011 asti. Loomis keskittyi sen jälkeen soolotuotantoonsa. Vuoden 2014 marraskuussa hänen ilmoitettiin liittyneen ruotsalaiseen melodista death metalia soittavaan Arch Enemy -yhtyeeseen.[5][8][3] Hän lähti yhtyeestä joulukuussa 2023.[4]