Wkrótce przyjęła rolę Cecelii „CeCe” Jones, najlepszej przyjaciółki Rocky Blue (Zendaya Coleman), dyslektyczki, świetnej tancerki marzącej o wielkiej karierze w sitcomie Disney Channel Taniec rządzi (2010–2013), za którą odebrała Young Artist Award.
W horrorze Forget Me Not (2009) zagrała rolę mściwego antagonisty, Angelę Smith. Potem pojawiła się jako Wendy w dziesięciu odcinkach internetowej serii Little Monk (2009). W dramacie rodzinnym Raspberry Magic (2010) przyjęła rolę drugoplanową Sarah Patterson. Jako Avalon Greene w telewizyjnym komediodramacie Disney Channel Original Movies Nie-przyjaciele (2012) zdobyła Young Artist Award. 30 lipca 2014 ogłoszono, że Thorne wystąpi gościnnie w jednym z odcinków przebojowego serialu kryminalnego CBS CSI: Kryminalne zagadki Las Vegas – pt. „Book of Shadows”, który został wyemitowany 19 października 2014. W komedii romantycznej Rodzinne rewolucje (2014) z Drew Barrymore wystąpiła jako córka głównego bohatera (Adam Sandler). Za rolę Niny Patterson w serialu MTV Krzyk (2015) była nominowana do Teen Choice Awards. W dreszczowcu Niebezpieczni intruzi (2016) u boku Jasona Patrica zagrała postać Jamie Mitchell, pozbawionej złudzeń nastolatki intensywnie strzegącej prywatnej tajemnicy.