Thornton reyndi að vera valinn í uppdrátt NHL árið 1996 en var ekki valinn af neinu liði. Hann var síðan dreginn inn í NHL af Toronto Maple Leafs árið 1997
Thornton spilaði aldrei fyrir Toronto og var skipt til Chicago Blackhawks á tímabilinu 2001-02. Eftir sex tímabil fram og til baka á milli NHL og AHL á milli Chicago og Anaheim Ducks franchises, vann Thornton sinn fyrsta Stanley Cup í ferlinum á síðasta tímabili sínu með Ducks árið 2006<unk>07.