I 1875 ble Thoresen sorenskriver i Øvre Telemarkens østenfjeldske sorenskriveri, og fra 1884 var han assessor (dommer) ved Christiania byrett. I 1884 ble han utnevnt til ekstraordinær og i 1891 ordinær assessor i Høyesterett. Da han døde i 1914 var han landets eldste høyesterettsdommer.