Nel 1946 Thomas sviluppò una nuova tecnica chirurgica per migliorare la circolazione in quei pazienti nei quali i grossi vasi (l'aorta e l'arteria polmonare) erano trasposti. Un'operazione complessa, chiamata settostomia atriale, la cui esecuzione venne conclusa così perfettamente da Thomas che Blalock, dopo avere esaminato la praticamente invisibile linea di sutura, fu indotto a osservare: "Vivien, questo lavoro sembra fatto da Dio in persona". Per la schiera di giovani chirurghi che Thomas addestrò negli anni quaranta, egli divenne una figura leggendaria, un modello di abile ed efficiente medico chirurgo.