Thörnberg kommt aus der Jugend von HV71 Jönköping und fand seinen Einstieg in das Profi-Eishockey bei der SHL-Mannschaft des Vereins. Ab 2012 zog es ihn in die Allsvenskan zu Södertälje, Björklöven und schließlich Troja-Ljungby, ehe der Flügelstürmer Schweden im Vorjahr Richtung Dänemark verließ. Bei der U20-WM 2011 bestritt Thörnberg sechs Spiele für die U20-Nationalmannschaft Schwedens.
Thörnbergs Bruder Martin schaffte den Sprung in Schwedens A-Team und wurde mit der "Tre Kronor" 2013 Weltmeister, aktuell ist der ältere Bruder nach einigen Jahren KHL Kapitän von HV71.