1981–1999: Raný život a kariéra
Thile sa narodil v roku 1981 v Oceanside v Kalifornii. Keď mal dva roky, jeho rodina začala chodiť do reštaurácie That Pizza Place, kde počúval skupinu Bluegrass Etc. Keď mal Thile štyri roky, jeho rodina sa presťahovala do Idyllwildu v Kalifornii.
Na mandolínu začal hrať v piatich rokoch. Lekcie mu dával John Moore. Keď mal Thile osem rokov, vznikla skupina Nickel Creek. Po hraní na mnohých hudobných festivaloch so skupinou Nickel Creek vyhral v dvanástich rokoch národnú súťaž v hre na mandolínu na festivale Walnut Valley vo Winfielde v Kansase.
V roku 1993 podpísal Thile zmluvu s bluegrassovou nahrávacou spoločnosťou Sugar Hill. V nasledujúcom roku vydal svoj prvý album Leading Off, pričom väčšinu piesní napísal sám Thile. V roku 1997 vydal Thile album Stealing Second a Nickel Creek album Here to There.
2000–2005: Bludár a zvodca
Po tom, čo sa predalo 500 000 kópií albumu Nickel Creek, vydal Thile v roku 2001 album Not All Who Wander Are Lost. Názov albumu pochádza z citátu z knihy J. R. R. Tolkiena Pán prsteňov. Na albume hosťovali jeho kolegovia z kapely Nickel Creek, ako aj Stuart Duncan, Béla Fleck, Edgar Meyer, Jerry Douglas a Bryan Sutton.
V roku 2003 Thile a mandolinista Mike Marshall vydali duetový album s názvom Into the Cauldron, ktorý obsahoval covery od Charlieho Parkera až po Bacha. V nasledujúcom roku vydal Thile popový album Deceiver, na ktorom si sám zahral a napísal všetky piesne. Na albume hral najmä na mandolínu, ale aj na elektrickú gitaru, klavír, bicie, husle, violu, violončelo a basgitaru.
2006 - súčasnosť: Punch Brothers
V auguste 2006 Nickel Creek v časopise Billboard a na svojej oficiálnej webovej stránke oznámili, že si dávajú časovo neobmedzenú prestávku, čo znamená, že si dajú pauzu na neznámy čas.
Tesne predtým Thile založil skupinu How to Grow a Band. Spolu s nimi vytvoril album How to Grow a Woman from the Ground. Bol to Thileho piaty album. V rozhovore pre Nashville City Paper Thile hovoril o začiatkoch kapely:
| “ | "Raz večer sme sa stretli, aby sme vyhodili kopec peňazí, vypili veľa vína, zjedli steaky a porozprávali sa o našich neúspešných vzťahoch. Pár dní predtým sme sa dostali k spoločnému hraniu a povedali sme si, že musíme spolu urobiť niečo hudobné. S našimi srdcami rozbitými na kúsky to bolo naliehavejšie - naše životy išli tak dlho rovnakou cestou. Vedel som, že chcem mať s Gabom [Witcherom] kapelu, ale nevedel som, či to bude rockové zoskupenie, ambiciózna akustická klasická vec alebo bluegrassová skupina. Zahrali sme si a vzniklo vážne, okamžité spojenie. Potom som vedel, že chcem dať dokopy bluegrassovú kapelu - kapelu s veľkým rozsahom, ale esteticky bluegrassovú." | ” |
Členmi kapely sú Thile (mandolína), Gabe Witcher (husle), Chris Eldridge (gitara), Greg Garrison (basgitara) a Noam Pikelny (banjo). Keď Chris Eldridge nemohol, hral v kapele na gitaru aj Bryan Sutton. V roku 2007 skupina dvakrát zmenila svoj názov: najprv na "The Tensions Mountain Boys" a potom na "Punch Brothers".
Punch Brothers vydali svoj prvý album Punch 26. februára 2008 vo vydavateľstve Nonesuch Records. Na albume sa nachádza Thileova štvorskladba "The Blind Leaving the Blind" spolu s ďalšími pôvodnými piesňami.