Kiskunhalasi, kisnemesi eredetű családból származott, gyermekkorát Jászberényben töltötte, 1884-től Nagybányán élt. Festői tanulmányait a budapesti Mintarajziskolában Székely Bertalan tanítványaként kezdte meg. 1888-ban Münchenben csatlakozott Hollósy Simon köréhez, az ő magániskolájában ismerkedett meg az új művészeti eszmékkel, 1891 és 1895 között Párizsban a Julian Akadémiát látogatta.
Már 1891-ben festett első nagyobb képén, a Szenvedőkön megmutatkozik finom naturalizmusa, műve az 1894-es Párizsi Szalonon elismerést kapott. Ezt követte Ébredés című kompozíciója, majd 1896-ra három évi munka után befejezte híres művét, az Aradi vértanúkat. A legnagyobb méretű magyar történelmi képek egyikét azonban témája miatt nem állították ki a millenniumi kiállításon, csak külön lehetett megtekinteni, s azonnal ismertté tette Thorma nevét, még Munkácsy Mihály is felfigyelt rá. A 22 négyzetméteres kép hosszú évekig Debrecenben feltekerve kallódott, mígnem 1931-ben gróf Klebelsberg Kunó kultuszminiszter megvásárolta az államnak, és a Történelmi Képtárba került. A hatalmas tabló ma a Magyar Nemzeti Galéria tulajdonában van, s a kiskunhalasi Thorma János Múzeumban látható.
1898-ban fogott hozzá az élete fő művének szánt Talpra magyar című kompozíciójához, melyen élete végéig dolgozott, de nem tudta befejezni. Az első változatot feldarabolta és megsemmisítette, gyakran évekre abbahagyta a munkát, amíg más témák megfestésébe fogott. A monumentális, hatszor négy méteres kép az Egyetem téren örökíti meg azt a jelenetet, amikor Petőfi az összegyűlt forradalmi tömegnek ismét elszavalja a Nemzeti dalt, ez a festmény is a kiskunhalasi múzeumban látható. 1899-ben Spanyolországban és Hollandiában járt, Rembrandt hatását tükrözi a Békesség veletek című Krisztus-képe. Ezt követő képei közül talán a legismertebb az Október esleje (1903), amely Münchenben és a Saint Louis-i világkiállításon aranyérmet nyert.
Stílusa kissé eklektikus, kezdetben a francia naturalizmust követte, majd Munkácsy romantikus realizmusa hatott rá, de tekinthetjük a romantikus történelmi festészet egyik utolsó képviselőjének is. A húszas évektől a sajátos nagybányai posztimpresszionizmus színvilága, a könnyed ecsetkezelés jellemző képeire, számos színgazdag plein air tájképet festett. Tájképeken és figurális kompozíciókon kívül életképeket, aktképeket, csendéleteket és számos kitűnő portrét is festett. Képei méreteivel, tartalmi bőségével, színei erejével mindig a fenségest, a magasrendűt kereste. Az erő és a gyöngédség végletei között a festői kifejezés minden eszközének a mestere volt.
1896-ban Hollósy Simon vezetése mellett Réti Istvánnal, Ferenczy Károllyal, Iványi-Grünwald Bélával létrehozta a nagybányai festőiskolát. 1911-ben Ferenczyvel és Rétivel együtt a Nagybányai Festők Társaságának alapító tagja, majd 1919-től 1927-ig elnöke volt. Az I. világháborút követően lelkes munkássága akadályozta meg a művésztelep teljes széthullását. A festőiskola tanáraként nagy szolgálatot tett a művészeti nevelés ügyének is, mestere volt számos fiatal festőnek, ő fedezte fel Maticska Jenő tehetségét, Réti Istvánnal együtt mestere volt Szolnay Sándornak.
1929-ben az addig magányosan élő, hatvanéves művész feleségül vette egyik volt tanítványát és távoli rokonát, Kiss Margitot. 1937. december 5-én Nagybányán hunyt el, halálának évében a festőtelep is megszűnt. A nagybányai református temetőben helyezték örök nyugalomra, a Zazar patak jobb partján, a Virághegy alsó lejtőin. 2012-ben nagyszabású európai vándorkiállítást rendeztek művészetének bemutatására, szülővárosában, Kiskunhalason a róla elnevezett múzeum őrzi életművét.
Nyitókép: Borús időben (1920-as évek)
