Diplômé de l’Institut d’Études Politiques de Paris, Thierry Thuillier intègre TF1 en 1990 au service Politique étrangère puis Politique intérieure.

Il rejoint l’Information de France 2 en 1994, où il est successivement en charge du service International, du service Enquête et Reportage, puis rédacteur en chef du 20H.

Entre 2008 et 2010, il prend la tête de la rédaction de I>Télé avant de revenir à France Télévisions comme directeur de l’Information puis directeur général de France 2. Il initie le rapprochement des rédactions des chaînes publiques et engage une nouvelle dynamique dans les programmes d’information.

Il retrouve le Groupe TF1 en août 2016 en tant que directeur général de LCI.  

En septembre 2017, Thierry Thuillier est nommé Directeur Général Adjoint Information du Groupe TF1.