Thaulow ble født 30. juni 1815 i Hertugdømmet Slesvig. Han var lærling i Oldenburg og Altona før han i 1836 overtok etter sin bror Moritz Christian Julius Thaulow som amanuensis i kjemi ved Det Kongelige Frederiks Universitet under Jens Jacob Keyser. Hans publiserte forskning frem til 1843 omhandlet kjemien i sølvcyanid, samt samhandlingen mellom svovelsyre, jerncyanid og blåsyre. Lærebrevet fra Lillehammer Apotek i 1839 gjorde at han fra 1843 kunne etablere byens tredje apotek, Løveapoteket. Thaulow ivret for en formalisert utdanning av farmasøyter i Norge og forkastet den tids familiebaserte apotekertradisjon hvor sønnen arvet faren.