Den 22. april 2015 offentliggjorde Djurgårdens IF at Thoresen hadde signert en to-årskontrakt med klubben. Returen ble dog preget av lyskeproblemer, hvilket hemmet ham gjennom store deler av sesongen og holdt ham ute fra to landslagssamlinger. Til tross for dette hadde Thoresen en poengrik sesong for Djurgården, med 17 målpoeng på 13 kamper i 2016 og i alt 42 målpoeng (13 mål og 29 målgivende pasninger) på 40 kamper, kun ett målpoeng bak Frölunda HCs Ryan Lasch i poengligaen.