Thor Pedersen ble matematikkstudent ved Frederiksborg Statsskole i 1964. Han ville bli pilot og hadde et kort opphold på Hærens Flyskole (Danmark) på Avnø, men det viste seg at han hadde en bygningsfeil i det ene øyet og kunne derfor ikke bli opptatt som pilot. Fra 1964–1966 var han sersjant i Den Kongelige Livgarde. Han ble cand.polit. fra Københavns Universitet i 1978.