Thorkildsen sport zaczął uprawiać w wieku 11 lat w klubie Hamar IL. Jego pierwszym trenerem był ojciec. Pierwszy sukces odniósł w roku 1995 kiedy oszczepem o wadze 600 gram rzucił na odległość 51,88 i ustanowił rekord Norwegii w tej kategorii wiekowej (13 latkowie). W kolejnych latach bił kolejne rekordy kraju w poszczególnych grupach – także sprzętem seniorskim ważącym 800 gramów. Kulminacyjnym punktem pierwszych lat kariery Thorkildsena była siódma lokata mistrzostw Europy juniorów w 1999 w Rydze.