Thrana meldte seg inn i NS etter kommunevalget i 1934 og ble i 1937 leder for partiets studentgruppe ved Universitetet i Oslo. Som jurist arbeidet han særlig med landbruksrelaterte spørsmål, både under og etter andre verdenskrig. Han deltok i etableringen av den NS-kontrollerte bondeorganisasjonen Bondesambandet og var sentral i Quisling-regjeringens lovarbeid. Han var sjef for statsrådsekretariatet i Quislings regjering, senere som regjeringssekretær.