Thiis-Evensen vokste opp i Porsgrunn og tok examen artium i Skien i 1964. Deretter begynte han i 1966 å studere ved Arkitekthøgskolen i Oslo. I 1972 tok han diplomeksamen med avhandlingen Året etter tok han grunnfag i kunsthistorie og klassisk arkeologi fra Universitetet i Oslo, og i 1973 ble han ansatt som amanuensis og fra 1978 førsteamanuensis i aritekturteori og arkitekturhistorie ved høgskolen.