Vid olympiska sommarspelen 2020 i Tokyo tävlade Thormeyer i fyra grenar. Individuellt tog han sig till semifinal och slutade på 16:e plats på 200 meter ryggsim samt blev utslagen i försöksheatet och slutade på 19:e plats på 100 meter ryggsim. Han var även en del av Kanadas stafettlag som slutade på fjärde plats och slog nationsrekord med tiden 3.10,82 på 4×100 meter frisim samt som slutade på sjunde plats på 4×100 meter medley.