Nació en Nueva York el 8 de marzo de 1807, su padre era un marino que había participado en la guerra de la Independencia de EEUU, a los once años su padre lo puso a bordo de una escuadra que tocó los puertos del Atlántico y del Pacífico entonces tuvo su primera oportunidad de conocer el puerto de Buenos Aires, de regreso a su hogar, su padre lo envió a Francia para que se formara en la escuela de marinería de Tolón. Allí conoció al oficial francés Le Blanc, quien muchos años después sería su enemigo. Sin embargo su espíritu aventurero se cansó de la vida de guarnición y se embarcó en un barco corsario dirigido por un pariente suyo, el barco corsario fue hundido en alta mar por un navío inglés, y Thorne salvó su vida, asido con fuerza a un trozo del palo mayor del barco.
Luego recorrió los márgenes de África, hasta que un barco pirata lo condujo a las costas del Perú.
Era hijo de un ingeniero naval que luchó por la independencia de los Estados Unidos como capitán de navío. Se inició en la escuela de su padre, y hacia 1825 (a los 18 años de edad aproximadamente) llegó a Buenos Aires.
En los primeros meses de 1826, el general irlandés Guillermo Brown comenzó a formar la escuadra argentina para la Guerra del Brasil; en esa flota se alistó Thorne en junio de 1826 como guardiamarina y piloto en el barco de guerra Congreso, bajo el mando del capitán italiano César Fournier. A principios de 1827, Thorne pasó en el mismo cargo al bergantín Chacabuco, bajo el mando del también estadounidense James Bynnon, que sería segundo jefe de la escuadra argentina. Esta nave venía de Chile a incorporarse a la flota nacional.
El 7 de marzo de 1827 participó en la defensa de Carmen de Patagones; la tripulación de las naves argentinas tomó por abordaje tres de las naves brasileñas. En la captura de la Itaparica se destacó Thorne, el primero en llegar a cubierta e izar la bandera argentina. Por el mérito de esa acción, fue nombrado capitán del bergantín Patagones.
Con ese barco fue derrotado el 23 de diciembre de 1827 por una nave muy superior, quedó herido y fue tomado prisionero. Permaneció preso en Río de Janeiro hasta que se firmó la paz con Brasil, a fines del año siguiente.
Fue ascendido a capitán de navío en febrero de 1830, y puesto al mando del bergantín Balcarce, anterior nave capitana de Brown. Tras su paso por el mando de una goleta, con el bergantín Republicano apoyó la campaña de Entre Ríos contra Juan Lavalle y López Jordán.
En 1833, ya con el grado de mayor, participó en la campaña al desierto del ex gobernador Juan Manuel de Rosas y exploró el río Colorado. Al año siguiente dirigió una exploración por la Patagonia austral, que llegó hasta cerca de Río Gallegos, con la idea de evaluar la posibilidad de establecer algún puerto en esa costa.
En 1838 fue puesto a cargo de la defensa de la isla Martín García, como jefe naval de la misma, y segundo del jefe de la guarnición militar, el coronel Jerónimo Costa. Fue el jefe de la artillería en la defensa de esa isla contra el ataque francés de octubre de 1838, en que, con apenas un centenar de gauchos, resistieron durante varias horas el ataque de toda una escuadra armada de cientos de cañones. Fue tomado prisionero por los franceses junto con Costa y los demás oficiales. Pero, en premio al valor mostrado, fueron trasladados a Buenos Aires.
Se incorporó a las fuerzas del gobernador entrerriano Pascual Echagüe (1797-1867), e hizo con él la campaña contra Genaro Berón de Astrada en 1839. Fue el jefe de artillería del ejército vencedor en la batalla de Pago Largo. Y también participó como jefe de la artillería en la invasión a Uruguay, que terminó en el desastre de Cagancha, en el que fue seriamente herido.
Al producirse la invasión de Lavalle a Entre Ríos, en 1840, combatió como comandante de la artillería en las batallas de Don Cristóbal y Sauce Grande, contra Lavalle. Al año siguiente fue el jefe de la artillería federal en la batalla de Caaguazú, terrible derrota federal a manos del general Paz.
Cuando el gobierno de la provincia de Entre Ríos pasó a Justo José de Urquiza, regresó a Buenos Aires.
Regresó a la marina, a luchar a órdenes de Brown contra los unitarios y sus aliados orientales. Peleó contra el corsario Giuseppe Garibaldi ―el mismo que es héroe nacional de Italia― y se encargó con dos buques de impedir la entrada de refuerzos desde Montevideo hasta Corrientes.
Fue el jefe de una de las tres baterías que protagonizaron la batalla de la Vuelta de Obligado, feroz combate contra la flota anglo-francesa, el 20 de noviembre de 1845. La batalla resultó en una derrota para las fuerzas argentinas; pero, gracias a Thorne y su jefe, el general Mansilla, resultó tan cara para el vencedor que no volvería a intentar forzar el paso del río Paraná. Thorne quedó parcialmente sordo por el estallido de una granada enemiga junto a él (en broma era llamado «el Sordo de Obligado»).
Meses más tarde fue nombrado jefe de las costas del Paraná. Desde este cargo dirigió la fortificación de la costa del Quebrachito y combatió también en la batalla de Quebracho (4 de junio de 1846) contra las escuadras bloqueadoras; en esa batalla resultó herido en un hombro.
En la época de la batalla de Caseros (3 de febrero de 1852), Thorne era jefe de un buque de la flota de Rosas. Por eso fue borrado de la lista militar después de la batalla. A fines de 1852 (con 45 años de edad) se unió a las fuerzas del general Hilario Lagos en su lucha contra el gobierno unitario de Buenos Aires. Participó en el sitio contra Buenos Aires al año siguiente. Cuando la flota federal fue vendida por su comandante, el estadounidense John Coe, fue tomado prisionero. Fue degradado públicamente en Buenos Aires y dado de baja.
Como capitán de un barco mercante, viajó varias veces a la India; trabajó en variadas tareas como perito naval en ese país. Pero había formado su familia en la Argentina, por lo que quiso regresar.
En septiembre de 1868 (con 61 años de edad) fue indultado por ley y reinscripto con su grado de coronel. Pero no volvió a tener mando de buques de guerra. Falleció en Buenos Aires el 8 de agosto de 1885 a los 78 años.
Sus restos se encuentran inhumados en el Cementerio Británico de Buenos Aires.