Die Lammfilets abspülen, trockentupfen und mit Salz und Pfeffer einreiben. Die Kirschtomaten abspülen und die ungeschälte Knoblauchzwiebel quer in Scheiben schneiden.
Knoblauchscheiben und Tomaten in eine große, feuerfeste Pfanne legen, mit Salz und Pfeffer würzen und mit dem Zucker bestreuen.
Die Lammfilets auf die Tomaten legen und alles mit dem Olivenöl beträufeln. Im auf 250 Grad vorgeheizten Backofen 20 Minuten braten.
Aus dem Ofen nehmen und zugedeckt etwa 10 Minuten im ausgeschalteten Backofen bei offener Tür ruhen lassen.
Den Thymian abspülen, trockenschütteln, die Blättchen abzupfen und über die Tomaten streuen. Das Fleisch in Scheiben schneiden und servieren.