Thornton bandė būti įtrauktas į 1996 m. NHL projektą, bet nebuvo pasirinktas jokia komanda. Jis buvo įtrauktas į NHL Toronto Maple Leafs.
1997 m., 190-asis, Thorntonas niekada nežaidė Toronte ir 2001-2002 m. Sezono metu buvo perleidžiamas į Čikagos "Blackhawks". Po šešių NHL ir AHL sezonų tarp "Chicago" ir "Anaheim Ducks" franšizės Thorntonas laimėjo savo pirmąjį karjeros "Stanley Cup" finaliniame sezone su "Ducks" 2006-2007 metais.