בדראפט ה-NBA 2009 נבחר ת'ורנטון בבחירה ה-43 על ידי מיאמי היט, ומיד נשלח בטרייד לניו אורלינס הורנטס בתמורה לשתי בחירות דראפט עתידיות. כבר במשחקו החמישי ב-NBA קלע 20 נקודות מהספסל במשחק מול פורטלנד טרייל בלייזרס, ולאורך עונת הרוקי שלו הפתיע לטובה כשקלע 14.5 נקודות בממוצע למשחק. במשחק מול קליבלנד קאבלירס ב-23 בפברואר 2010 קלע 37 נקודות, ובכך השווה את שיא המועדון לשחקן רוקי, ושבר את שיא המועדון לשחקן ספסל. בסיום אותה עונה נבחר לחמישיית הרוקיז השנייה של העונה, לצד חברו לקבוצה דארן קוליסון אשר נבחר לחמישייה הראשונה.