Thorne s-a născut într-o familie de mormoni, ambii profesori universitari, D. Wynne Thorne și Alison (născut Cornish) Thorne, agronom și economist,dar cu toate acestea actualmente Kip Thorne se declară ateist. A luat licența în anul 1962 la California Technological Institute, iar ulterior a obținut gradul de doctor în domeniul fizicii relativiste sub auspiciile lui John Archibald Wheeler,în anul 1965, cu un subiect de geometrodinamică a sistemelor cu simetrie cilindrică, la Universitatea din Princeton.A devenit profesor asociat în anul 1967 la California Technological Institute, profesor de fizică teoretică în anul 1970, William R. Kenan, Jr. Profesor de fizică teoretică în anul 1981, Feynman profesor de fizică teoretică în anul 1991 și Feynman profesor emeritus (concediat) de fizică teoretică din anul 2009. A urmat după concediere preocuparea pentru crearea de filme, inclusiv a creat filmulInterstellar,în colaborare cu Christopher Nolan.Subiectele, la care secolul al XXI-lea ar trebui să dea răspuns, în opinia lui Thorne, sunt următoarele:- Există, oare o fațetă întunecată a lumii, populată de găuri negre, materie întunecată?- Putem oare observa nașterea Universului prin unde gravitaționale?- Se va putea oare observa experimental manifestarea fenomenelor cuantice în lumea obiectelor de dimensiunea omului?
Obiectul principal al cercetărilor lui Kip Thorne îl constitutierelativitatea generalizată și evoluția obiectelor relativiste:pitice albe,stele neutronice,găuri negre. În afară de aceasta a studiatgăurile de vierme, care ar putea să conecteze găurile negre cucele albe (acestea din urmă fiind de fapt niște inversii ale găurilor negre-obiecte ce emit în schimbul absorbției) și care leagă domenii plate ale unor universuri diferite, gravitonii, care au fost preziși în anii 30 de Matvei P. Bronștein. Este mai ales cunoscut pentru controversata teorie a călătoriilor prin găurile de vierme. Dificultatea prinicpală constă în creșterea la infinit a mareeelor, ceeea ce ar face ca doar obiectele elementare să poată pătrunde prin ele. Ca răspuns autorii acestor ipoteze înaintează de asemenea ipoteza teleportărilor. Printre adepții acestor teorii se află Igor Novikov, Stephen Hawking, Roger Penrose. În anul 1973 a apărut cartea unanim recunsocută în plan mondial ca fundamentală pentru gravitație[31]În anii 70 Thorne și coautorul său Ana Żytkow au prezis existența unor obiecte, care le poartă numele, și care au ca nucleustele neutronice. Ele se prezintă ca niștesupragigante roșii. În același timp autorii au prezis, că în următoarea etapă a evoluției aceste supragigante ar putea să se transforme înstelele foarte masive și fierbinți Wolf-Rayet. Unica modalitate de a verifica existența reală a unor asemenea obiecte ar fi observarea captărilor deneutroni rapizi, emiși deelementele grele, care ar putea să se conțină în stelele menționate.Tot în anii 70 în colaborare cuRoger Blandford a publicat o lucrare fundamentală despre evoluția roiuliror de stele, care pot conduce la găuri negre cu mase de circa 10 de mii de stele- câteva mln de mase solare. Printre acestea s-ar putea afla și gaura neagră din centrul Galaxiei noastre. Această teorie este susținută de mulți fizicieni, dar în ultimii ani italieniiRemo Ruffini și discipoli,(vezi:Jorge Rueda) au emis o ipoteză alternativă depsre originea neutrinică a găurii negre din centrul Căii Lactee, la baza căreia s-ar afla neutrinul luiMajorana. În ultimii ani interesul principal al lui Kip Thorne se concentrează asupra detectăriiundelor gravitaționale. Este inițiatorului proiectului LIGO, care vizează detectarea undelor gravitaționale de la surse cosmice îndepărtate: galaxii, găuri negre, stele neutronice în coliziune. Una dintre contribuțiile cele mai recente o constituie anunțul detectării undelor gravitaționale de la două găuri negre cu masele de 36 și, respectiv 29 de mase solare coalescente, publicat în revista Physical Review la începutul anului 2016.
Thorne este membru a 4 academii și societăți științifice din lume.Este premiat cu 17 premii internaționale.A fost membru al câtorva comitete științifice internaționale.A fost desemnat în anul 2016 ca unul dintre 100 cei mai influenți americani de către revista "Time".