Tothor, comme le peloton le surnommait, démarra la discipline à l'école du Vélo-club de Roubaix, à l'âge de 8 ans. Parce que son père, débitant de tabacs, déménagea dans la proche banlieue lilloise, il passa ensuite à l'école de cyclisme de l'AS Hellemmes qui révéla également un certain Laurent Desbiens.
Vincent Thorey avait la « caisse », le « moteur », pour faire un bon, un beau coureur. D'ailleurs, revenu au VCR-Verspieren à 18 ans, il courut aux côtés de Frédéric Delcambre, l'actuel directeur sportif de Roubaix-Lille Métropole, et Miguel Sanchez qui eut une courte carrière de coureur professionnel en Espagne. En 1981, Thorey, avec Fred Delcambre, mais aussi Bruno Wojtinek et Dominique Lecrocq, remportait le titre de champion de France juniors de poursuite par équipes, sous la houlette de Christian Davaine.
Mais c'est sur la route que le grand « Tothor » a obtenu ses plus beaux bouquets. Une épreuve lui convenait à merveille : le Paris-Roubaix qu'il acheva à la quatrième place chez les amateurs, en 1983, sous le maillot de Verspieren, puis en 1984 sous le paletot du Bataillon de Joinville. Troisième encore en 1985 avec le VCR, il décrochait enfin le Graal en 1986... sous les couleurs du Cyclo-club de Wasquehal que dirigeait l'ineffable Guy Mollet.
Thorey accrochait encore le Grand Prix de Lillers à son palmarès (1986), alors qu'il était entraîné par Serge Speelers et Dominique Dierickx. En 1987, il finissait encore cinquième de Paris-Roubaix amateurs. Des gros problèmes lombaires avaient ensuite raison du champion qu'il était. Une opération aux deux artères iliaques mettait fin à une belle, mais trop courte carrière.