Þórir hefur mjög víðtæka reynslu í lýtskurðlækningum og er starfandi sérfræðiæknir á Lýtaskurðdeild Landspítala og á Brjóstaskurðdeild Landspítala. Hann er einnig lektor í lýtaskurðlækningum við Háskóla Íslands.
Eftir að hafa lokið sérnámi við Akademiska sjúkrahúsið í Svíþjóð árið 2004 starfaði hann áfram þar sem sérfræðingur. Hann fór í frekara framhaldsnám í smásjárskurðlækningum við hið virta sjúkrahús, Chang Gung Medical Hospital í Taiwan 2006-2007. Hann var svo yfirlæknir á lýtaskurðdeildinni á Akademiska sjúkrahúsinu fram til 2013. Á þeim árum starfaði hann einnig að hluta á Art Clinic við fegrunarskurðlækningar og við Ersta sjúkrahúsið í Stokkhólmi við uppbyggingar á kvið og grindarbotni eftir stærri brottnámsáðgerðir. Árið 2013 stofnaði hann Nordic Plastic Surgery og starfaði sem ráðgjafi og við kennslu, einkum við brjóstauppbyggingar við Háskólasjúkrahúsið í Stavanger, Þrándheimi og við Akershus sjúkrahúsið í Oslo. Frá 2015 til 2018 var hann yfirlæknir við Riskhospitalet í Oslo. Hann hefur verið í fullu starfi við Landspítalann frá árinu 2019.
Hann hefur mikla reynslu af brjóstaskurðlækningum, stækknum, minnkunum, fitufyllingum, fjarlægja púða og framkvæmir allar gerðir brjóstauppbygginga. Hann hefur mikla reynslu af andlitsskurðlækningum og er ábyrgur fyrir lýtaaðgerðum á andliti fullorðinna á Landspítalanum. Hann hefur í um tvo áratugi meðhöndlað sjúklinga með botoxi. Hann hefur birt fjölda ritrýndra greina og kennir lýtalækningar við Landspítalann.
