Som fodboldspiller spillede Thorup angriber og spillede for OB, Uerdingen, FC Tirol, Esbjerg fB og Ham-Kam.  Jess Thorup nåede at spille 240 kampe og score 71 mål i sin tid i Esbjerg fB.  Trænerkarriere Efter den aktive karriere sluttede efter efterårssæsonen 2005, blev den forhenværende anfører assisterende træner for Troels Bech i Esbjerg fB. Selv om støvlerne egentlig var stillet på hylden, blev Thorup skiftet ind til sin sidste kamp som spiller med ni minutter igen i en kamp mod Randers FC den 5. november 2006. Da Troels Bech i november 2008 forlod klubben, overtog Thorup midlertidigt cheftrænerposten i efterårets resterende kampe. Denne rolle vendte han tilbage til i marts 2011, da klubben stoppede samarbejdet med den hidtidige træner, Ove Pedersen. I 2013 blev Thorup ansat som træner for Danmarks U/20- og U/21-landshold, og sidstnævnte førte han til slutrunden ved EM 2015, hvor holdet nåede semifinalen. Derefter kom han til FC Midtjylland, som han førte til mesterskabet i 2018 efter et tæt mesterskabskapløb mellem Midtjylland og Brøndby IF. I efteråret samme år blev han hentet til Gent, der havde fyret den daværende træner efter en serie utilfredsstillende resultater.