Han var utdannet sivilingeniør innen kjemi fra University of Birmingham fra 1953. Thoresen startet sin karrière i laboratorieavdelingen til Standard Telefon og Kabelfabrik (STK), senere Alcatel STK, i midten av 1950-årene. Etter kort tid avanserte han til leder for utviklingsavdelingen, og i 1972 tok han over som administrerende direktør etter Amund Braathen. Denne stillingen hadde han frem til 1988, og han satt som styreformann i Alcatel STK til han gikk av for aldersgrensen i 1998. Han hadde en rekke styreverv, deriblant viseformann i styret i Statoil 1984–1987, president i Norges Industriforbund 1987–1989 og visepresident i Næringslivets Hovedorganisasjon (NHO) 1989–1992.