Frank Thorne comenzó a foguearse en la profesión de dibujante cuando todavía era un adolescente, vendiendo ilustraciones para los pulps de la época y participando en algún comic book. Su mayor objetivo era convertirse en dibujante de tiras de prensa, de ahí que imitara continuamente a su adorado Alex Raymond. En este campo, su primer trabajo de relevancia fue la tira diaria The Illustrated History of Union County, que vendió a un periódico de su ciudad natal.
En 1952 se incorporó a la popular tira periódica Perry Mason al tiempo que se unía a la plantilla de historietistas de la editorial Dell / Western, compañía para la cual trabajó por espacio de quince años realizando nuevas versiones en comic book de los personajes Flash Gordon y Jungle Jim. En todos esos trabajos persistía la impronta de su ídolo artístico de infancia, Raymond, una huella que fue borrando lentamente con los años. Este efecto se percibió de forma evidente durante el lapso de tiempo que trabajó en la tira Dr. Guy Bennett, a la cual se había incorporado en 1956. El estilo raymondiano fue diluyéndose también en sus siguientes historietas para comic books aledaños a la fantasía y a la ciencia ficción como Twilight Zone, Boris Karloff o Mighty Samson.
La más evidente transformación de su estilo se produjo en 1968, cuando desertó de las filas de la editorial Dell y se unió al bando tebeístico de DC Comics. Un Thorne por completo renovado, más suelto, más curvilíneo y más nervudo asomaría a las páginas de series como Enemy Ace, Korak, Son of Tarzan o Son of Tomahawk. El nuevo rumbo que había tomado el autor sorprendió a lectores y a críticos, tanto fue así que se hizo merecedor del premio Reuben que concedía todos los años la National Cartoonist Society. Thorne modificó también su actitud como creador al afrontar un nuevo reto, el que le planteó Marvel de dibujar a la heroína bárbara Red Sonja. Thorne se encargó de una tanda de episodios de prueba de la heroína pelirroja que hallaron lugar en la colección Marvel Feature. La respuesta del público fue lo bastante buena como para lanzar una nueva serie, Red Sonja, de la cual se ocupó Thorne en sus once primeros números. El historietista de New Jersey dotó al personaje de un espíritu nuevo, más fogoso, y eso ayudó a aumentar su popularidad entre los aficionados.
Tras este trabajo Thorne abandonó los cómics convencionales del mercado americano y se dejó llevar por su espíritu erotómano. Él llegó a afirmar que Red Sonja le empujó a ello dado que había «destapado algunas fantasías sexuales que tenía reprimidas», según él mismo declararía luego en los cuadernos The Erotic Worlds of Frank Thorne. Su siguiente trabajo, Ghita de Alizarr, publicado por Warren desde 1978, no se alejaba mucho del modelo anterior pero era un cómic en el que tenía cabida un erotismo evidente.
Thorne subió el tono erótico, casi hasta rozar lo pornográfico, en sus siguientes producciones para revistas como National Lampoon, Heavy Metal o Playboy, cuyas páginas tuvieron el placer de acoger las aventuras protagonizadas por las morbosas Danger Rangerette, Lann (desde 1985) y Moonshine McJugs (desde 1991). De todas estas damas de dos dimensiones se editaron comic books monográficos que recogían una esplendorosa muestra de bocetos, pin-up’s, historietas y fotografías: The Erotic Worlds of Frank Thorne, serie publicada bajo el sello Eros Comix de Fantagraphics al comienzo de la década de los años noventa. Ese mismo sello acogió las siguientes obra del autor, también de corte pornográfico, The Iron Devil y Devil's Angel. Otra heroína similar a Sonja, Ghita o Lann fue Ribit, que publicó bajo el sello Comico (Ribit!).
Después de eso, con más de sesenta años a sus espaldas, Thorne se retiró del ejercicio activo. En estos últimos tiempos solamente ha vuelto a nosotros en alguna obra recopilatoria, como Drawing Sexy Women (Fantagraphics, 2000). Resultó muy interesante su autobiografía ilustrada publicada en 2003, The Christal Ballroom, un libro subtitulado Autobiographical Sketches, que recoge algunos fragmentos de la vida hilvanados con bocetos frescos y con una prosa lenguaraz, dichosa y picante; como él fue siempre. También fue autor de una novela, Nymph.
Atesoró entre otros los premios National Cartoonists Society de 1963, el Inkpot Award en 1978 y el que otorga Playboy sobre humor por su serie Moonshine McJugs.