Thompson, Fort Worth, Teksas'ta Clarence Arnold Thompson (1897–1983) ve Ruth Oswalt (1904–1983) çiftinin oğlu olarak dünyaya geldi. 1955 yılında Teksas Üniversitesi'nden mezun oldu. Ardından Houston Press gazetesinde muhabir ve editör olarak çalıştı.

Thompson, 1961 yılında Life dergisine katıldı ve editör ve yazar kadrosuna katıldı. Life dergisinde çalışırken, JFK suikastını haber yaptı ve Lee Harvey Oswald'ın evini ve eşini bulan ilk yazar oldu. Haberleri arasında, Beatles grubunun Sgt. Pepper's Lonely Hearts Club Band albümünün yapım sürecini anlattığı ve grubun yoğun uyuşturucu kullanımını ortaya çıkardığı haber; Frank Sinatra ve onun Mafya ile olan bağlantıları hakkında derinlemesine bir inceleme; ve Elizabeth Taylor'ın 40. ve 50. doğum günleri yer alıyordu.

Hearts (1971) adlı kitabı, kalp nakli çağının başlangıcında Houston'daki cerrahlar Michael DeBakey ve Denton Cooley arasındaki rekabeti konu alıyordu. Richie: The Ultimate Tragedy Between One Decent Man and the Son He Loved (1973) adlı kitabı, uyuşturucu bağımlısı oğlunu öldüren Long Island'lı bir adamın hikayesini anlatıyordu. Bu kitap, The Death of Richie adlı bir televizyon filmi haline getirildi.

Thompson'ın en başarılı kitabı Lost! (1975), Pasifik'te bir fırtınadan sonra denizde kaybolan iki erkek ve bir kadının gerçek hikayesini anlatıyordu. Thompson'ın Lost! kitabı, 1986 yılında televizyon filmi Lost! olarak yeniden anlatıldı.

Blood and Money, 1976 (Kan ve Para), Houston sosyetesi üyesi Joan Robinson Hill ve kocası John Hill'in cinayetleri ve skandalı ile Hill'in babası, zengin Teksaslı petrol magnatı Ash Robinson'ın bu cinayetlere karıştığı iddiasını anlatan gerçek bir hikayeden uyarlanmıştı. Kitap, on dört dilde dört milyon kopya sattı. Kitabın yayınlanmasından sonra Thompson aleyhine üç dava açıldı. John Hill'in ikinci eşi Ann Kurth, Thompson'ı kendisini “seks bombası” olarak tanımladığı için dava etti. Kurth'un davası ve Longview, Teksas'tan bir polis memurunun davası reddedildi. Joan Robinson Hill'in babası Ash Robinson da Thompson'ı kitapta kendisini tasvir ettiği için dava etti; Robinson, Thompson'a karşı açtığı davada başarısız oldu. Robinson, kitabın yayınlanmasından önce kitabı okumasına izin verilmişti ve başlangıçta Thompson'ın kendisi hakkında yazdıklarını onayladığını söylemişti. Tek eleştirisi, kitabın çok uzun olduğu yönündeydi. Thompson'ın yayıncıları, kitapla ilgili tüm davalar sonuçlanana kadar telif haklarını ödemedi.

Thompson ayrıca, hüküm giymiş katil Charles Sobhraj'ın hikâyesini anlatan Serpentine,1979 (Yılan Soyu) adlı kitabı da yazdı. Thompson, altı ay boyunca ulusal en çok satanlar listesinde yer alan Celebrity (1982) adlı bir roman yazdı. Bu roman, 1984 yılında beş saatlik bir mini dizi için temel oluşturdu.
Thompson, araştırmacı gazetecilik dalında Ulusal Headliner Ödülü'nü aldı. Ayrıca 1977 yılında Kan ve Para ile Edgar Ödülü'nü kazandı.

Thompson'ın ailesi, ölümüne neden olan karaciğer hastalığının, Charles Sobhraj'ın hikâyesini araştırırken Uzak Doğu'da kaptığına inanıyordu. Hastalandığında Thompson, Güney Kaliforniya Üniversitesi'nde yazma dersleri veriyordu. Geride iki oğlu, Kirk ve Scott kaldı.