Swoją przygodę z pływaniem rozpoczął w wieku ośmiu lat. Trenował w SLC Aquadot pod okiem Tracey Menizes. W wieku 13 lat zabłysnął na mistrzostwach Australii. Wygrał na dwóch dystansach stylem dowolnym: 200 i 400 metrów.
Na arenie międzynarodowej zadebiutował w 1997 roku podczas mistrzostw Pan Pacific.
W 1998 roku podczas mistrzostw Świata w Perth zdobył złoty medal na dystansie: 400 m stylem dowolnym.
Pierwszy raz pobił rekord świata w 1999 roku w wieku 16 lat (400 m stylem dowolnym – 3:41.83).
Był jedną z gwiazd Igrzysk Olimpijskich w 2000 roku w Sydney zdobył 5 medali, trzykrotnie sięgał po złoto na dystansie: 400 m stylem dowolnym, pobijając rekord świata, w sztafecie 4x100 m i 4x200 m stylem dowolnym oraz dwukrotnie po srebro na dystansie: 200 m stylem dowolnym i w sztafecie 4x100 m stylem zmiennym.
Igrzyska Olimpijskie w 2004 roku w Atenach przyniosły mu kolejne medale m.in. zwyciężał na dystansach: 200 m i 400 m stylem dowolnym. Finał 200 m okrzyknięto wyścigiem stulecia, Ian pokonał m.in holendraPietera van den Hoogenbanda oraz słynnego AmerykaninaMichaela Phelpsa. Zdobył również brązowy medal na 100 m stylem dowolnym i srebrny w sztafecie 4x200 m stylem dowolnym.
Po Igrzyskach w Atenach pływak miał piętnastomiesięczną przerwę. Do pływania wrócił w 2006 roku. Wystartował w zawodach Pucharu Świata w 2005 roku w Sydney. W 2006 roku zachorował na mononukleozę, a także złamał rękę, co przeszkodziło mu w powrocie do uprawiania sportu wyczynowego[1].
21 listopada 2006 roku ogłosił zakończenie kariery zawodniczej, powodem był brak motywacji do treningu[2].
W marcu 2007 roku francuskidziennikarz, Damien Ressiot opublikował w gazecie L'Equipe tekst o podwyższonym poziomie testosteronu i hormonu luteinowego w próbce pobranej od Thorpe’a w 2006 roku. W listopadzie 2007 roku FINA oczyściła Iana z zarzutu stosowania środków dopingowych[3].
11 września 2001 roku Thorpe’a zaproszono na oglądanie panoramy Nowego Jorku z World Trade Center, na kilka minut przed godziną 9, Ian zorientował się, że nie wziął aparatu. Gdy wrócił do hotelu, włączył telewizor, zobaczył, że w jedną z wież uderzył samolot.
W 2004 roku wystąpił w filmie o swojej karierze Ian Thorpe: Beneath the Suit.
W 2008 roku Thorpe zaczął studia magisterskie na Uniwersytecie Macquarie w Sydney[6].
W czerwcu 2010 r. wystąpił w sztuce teatralnej One Night in Emerald City w Sydney Opera House. Thorpe wcielił się w rolę seryjnego mordercy[7].