Aos 14 anos, Thorpe converteuse no home máis novo en representar a Australia, e a súa vitoria nos 400 metros estilo libre nos Campionatos Mundiais de Perth de 1998 converteuno no máis novo campión do mundo individual masculino. Despois desa vitoria, Thorpe dominou os 400 m estilo libre, gañando o evento en todos os Campionatos Olímpicos, Mundiais, da Commonwealth e Pan Pacifico de Natación ata o seu descanso despois dos Xogos Olímpicos de 2004 en Atenas. Nos Campionatos Mundiais de Acuática de 2001, converteuse na primeira persoa en gañar seis medallas de ouro nun mesmo Campionato Mundial. Ademais de 13 récords mundiais individuais de longo curso, Thorpe ancorou os equipos de relevo australianos, numerando as vitorias nos relevos de estilo libre de 4 × 100 m e 4 × 200 m en Sydney entre os seus cinco récords mundiais de relevo. As súas vitorias nos 200 e 400 metros e o seu bronce nos 100 metros estilo libre
Nos Xogos Olímpicos de Verán de 2004 converteuse no único home en gañar medallas na combinación de 100 <unk> 200 <unk> 400. Adquiriu o alcume de "Torpedo" debido á súa velocidade na natación. Thorpe anunciou o seu retiro da natación competitiva en novembro de 2006, citando a motivación menguante; fixo unha breve volta en 2011 e 2012.