Thorell är född och uppvuxen i Karlstad, Värmland. Han har Färjestad BK som moderklubb. Säsongen 2009/2010 spelade han fyra SHL-matcher för Färjestad. Han spelade även 17 matcher för Skåre BK i division 1, för vilka han noterades för 20 poäng på 17 spelade matcher. Påföljande säsong var han utlånad till Sundsvall Hockey i Hockeyallsvenskan. Säsongen 2011/2012 spelade han 44 SHL matcher för Färjestad och svarade för sex poäng. Samma år var han med i det svenska lag som vann guld vid Junior-VM 2012. Säsongen 2012/2013 spelade han 54 matcher för Färjestad. Han fick inget nytt kontrakt med klubben, varför han istället skrev på för Rögle BK inför säsongen 2013/2014. Säsongen 2014/2015 värvades han till Karlskrona HK. Han gjorde sammanlagt 30 poäng på 42 spelade matcher. Inför säsongen 2015/2016 värvades han till BIK Karlskoga där han blev en av lagets främsta spelare, då han svarade för sammanlagt 50 poäng på 52 spelade matcher. Efter sin succé i BIK Karlskoga valde Thorell att flytta till finska högstaligan för spel i TPS. Han svarade för en stark första säsong i Finland; 44 poäng på 56 spelade matcher.