È apparso recentemente nei panni dell'interesse amoroso di Emma Roberts in Nancy Drew e in The Astronaut Farmer, in cui era il figlio di Billy Bob Thornton. Thieriot sta attualmente girando An American Girl's Tale: Kit Kitteridge della HBO con Abigail Breslin e Chris O'Donnell in Canada.
Thieriot è nato a Los Altos Hills, in California, figlio di Cameron Thieriot e Bridget Snyder. Ha una sorella, Frances, e un fratello, Aidan. Suo nonno paterno era Charles de Young Thieriot, il proprietario e l'editore del quotidiano San Francisco Chronicle, e discendente dei fratelli Young, fondatori del Chronicle.
Thieriot ha firmato con un agente dopo essere stato notato in una classe di improvvisazione. Ha fatto il modello per la GAP ed è apparso in due cortometraggi prima di essere scelto nel suo primo ruolo cinematografico nel 2004, grazie a Tre ragazzi per un bottino (Catch That Kid), un thriller comico rivolto ad un pubblico di adolescenti. Nel 2005, è stato impegnato in Missione tata (The Pacifier), dove interpretava uno dei componenti di una famiglia protetta da un membro dei Navy Seal, che era interpretato da Vin Diesel. Thieriot ha anche svolto personalmente tutte le scene di canto del film. Vive a Occidental, in California e frequenta la El Molino High School. Ama il basket, la caccia, il surf, la pesca e il wrestling.