Kip Thorne nació en Logan Utah en 1940. Recibió su grado B.S. en Caltech en 1962 y su Ph.D. en la Universidad de Princeton en 1965. Después de dos años de estudios de postdoctorado, Thorne volvió a Caltech y trabajó como profesor asociado en 1967, fue promovido a profesor de Física Teórica en 1970, se convirtió en profesor de The William R. Kenan, Jr. en 1981, y en profesor de Física Teórica en The Feynman en 1991.
En junio de 2009, Thorne renunció a su cátedra Feynman (convirtiéndose en el profesor Emérito de Física Teórica en The Feynman) con el fin de realizar una nueva carrera en la escritura, cine, al mismo tiempo que continuó con la investigación científica. Su proyecto de escritura actual es la de un libro de texto sobre la física clásica en coautoría con Roger Blandford. Su proyecto más reciente es su participación en la película Interestelar (dirigida por Christopher Nolan; guión de Jonathan Nolan y Christopher Nolan; producida por Christopher Nolan, Emma Thomas y Lynda Obst, fecha de lanzamiento 07 de noviembre 2014); Thorne fue el productor ejecutivo.
La investigación de Thorne se ha centrado en la física y gravitación y la astrofísica, con énfasis en las estrellas relativistas, agujeros negros y las ondas gravitacionales. A finales de 1960 y principios de los 70 sentó las bases de la teoría de las pulsaciones de estrellas relativistas y las ondas gravitacionales que emiten. Durante los años 70 y 80 desarrolló el formalismo matemático por el cual los astrofísicos analizan la generación de ondas gravitacionales y trabajó en estrecha colaboración con Vladimir Braginsky, Ronald Drever y Rainer Weiss en el desarrollo de nuevas ideas técnicas y planes para la detección de ondas gravitacionales. Es co-fundador (con Weiss y Drever) del LIGO (El Observatorio Laser interferómetro de ondas gravitatorias) proyecto que presidió en el comité directivo del LIGO en sus primeros años (1984–87). En la década de 1980, los años 90 y los años 2000, su grupo de investigación y él proporcionaron apoyo teórico para LIGO, incluyendo la identificación de fuentes de ondas gravitacionales ayudando a asentar las bases para las técnicas de análisis de datos por las que se soliciten sus olas, el diseño de los deflectores para controlar la luz dispersada en los tubos de LIGO viga, y — en colaboración con (Moscú Rusia) grupo de investigación de Vladimir Braginsky — inventando diseños de cuántica nondemolition para detectores de ondas de gravedad avanzadas.
Junto a Carlton M. Cueves, Thorne inventó el enfoque de vuelta a la acción de evasión a las mediciones nondemolition cuánticas de las amplitudes de cuadratura de osciladores armónicos — una técnica que se aplica en la actualidad a la detección de ondas gravitacionales, en óptica cuántica y la nanotecnología. Junto con Anna Zytkow, Thorne predijo la existencia de estrellas supergigantes rojas con núcleos de estrellas de neutrones (“objetos Thorne-Zytkow”). Con Igor Novikov y Don Page desarrolló la teoría de la relatividad general de los discos de acreción alrededor de los agujeros negros.
Con James Hartle, Thorne derivó, de la relatividad general, las leyes del movimiento y la precesión de los agujeros negros y otros órganos relativistas.
Con Sung-Won Kim, Thorne identificó un mecanismo físico universal (el crecimiento explosivo de la polarización del vacío de campos cuánticos), que siempre puede prevenir el espacio-tiempo de desarrollo de las curvas cerradas de tipo tiempo (es decir, evitar que “viaje en el tiempo hacia atrás”). Con un equipo de diez colegas más jóvenes, Thorne inventó herramientas para visualizar la curvatura del espacio-tiempo.
Thorne ha sido mentor de 52 físicos de doctorado, muchos de los cuales han pasado a convertirse en líderes mundiales en sus campos de investigación. Con John A. Wheeler y Charles W. Misner, Thorne fue coautor en 1973 del libro de texto de la Gravitación, de la cual la mayor parte de la generación actual de científicos han aprendido la relatividad general. Es también co-autor de Gravitation Theory and Gravitational Collapse (1965) and Black Holes: The Membrane Paradigm (1986), and the sole author of Black Holes and Time Warps: Einstein’s Outrageous Legacy (1994).
Thorne fue elegido miembro de la Academia Americana de las Artes y las Ciencias en 1972, la Academia Nacional de Ciencias en 1973, la Sociedad Filosófica Americana en 1999, y (como miembro extranjero) la Academia de Ciencias de Rusia en 1999. Ha sido investido Doctor Honoris Causa por Illinois College (1979), la Universidad Estatal de Moscú – URSS (1981), la Universidad Estatal de Utah (2000), la Universidad de Glasgow (2001), Clarement Graduate University (2002) y la Universidad de Chicago (2008). Ha ganado el Premio Lilienfeld de la Sociedad Americana de Física (1996), la Medalla de Karl Schwarzschild de la Sociedad Astronómica de Alemania (1996), el Premio Robinson en Cosmología en la Universidad de Newcastle (2002), La Medalla Albert Einstein de la Sociedad de Albert Einstein en Berna Suiza (2009), La Medalla de Oro UNESCO Niels Bohr de la UNESCO (2010), el Premio Common Wealth en Ciencias (2005), el Premio de Redacción Científica de Física y Astronomía del Instituto Americano de Física (en dos ocasiones: 1969 y 1994), el Priroda [Ruso ] Los lectores rusos premio a la mejor escritura Científica (1989 y 1990), el Premio Beta Kappa Phi Escritura Ciencias (1994), y el Premio JD Jackson para la Excelencia en Educación de Postgrado de la Asociación Americana de Profesores de Física (2012). Ha sido fellow en Woodrow Wilson Fellow, y la Fundación Danforth, becario Fulbright y Guggenheim; y ha sido miembro de la Comisión Internacional sobre Relatividad General y Gravitación, miembto del Comité de los Estados Unidos-URSS Cooperación en Física, y de la Academia Nacional de la Junta de Ciencia Espacial de la Ciencia, que asesoró a la NASA y al Congreso sobre la política de la ciencia espacial. En 1996-97 organizó y presidió la búsqueda de un nuevo presidente para el Instituto de Tecnología de California, que culminó en la selección, por la Junta de Síndicos de Caltech, del premio Nobel-biólogo David Baltimore.