Thia Khiang mendapat pendidikan awal di Sekolah Rendah Lik Teck dan Sekolah Tinggi Chung Cheng (Utama). Pada 1980 dia meraih ijazah Sarjana Muda dalam bidang Linguistik Cina & Sastera, Pentadbiran Pemerintah & Awam dari Universiti Nanyang. Pada tahun berikutnya, dia melanjutkan pengajian di Universiti Nasional Singapura dan meraih ijazah Sarjana Muda Sastera (Kepujian) dalam Pengajian Cina.

Pada 1981, Thia Khiang mendaftar diri ke Institut Pendidikan (IE) dan tamat pengajian pada tahun berikutnya dengan meraih Diploma dalam Pendidikan. Kemudian itu, dia mengajar untuk beberapa tahun sebelum menceburi perniagaannya sendiri.

Demi meningkatkan kewujudan demokrasi di Singapura, Thia Khiang menyertai Parti Pekerja pada 1982 dan disusuli dengan perlantikannya sebagai Setiausaha Penganjur Parti Pekerja. Pada 1988, dia mewakili Parti Pekerja dalam perdebatan dengan Ong Teng Cheong dan Lee Hsien Loong dari pemerintah PAP mengenai isu pemilihan calon presiden. Pada pilihanraya umum tahun itu, bersama dengan Gopalan Nair dan Lim Lye Soon, dia bertanding di GRC Tiong Bahru dan pasukan ini mendapat 43.3% undi.

Pada 1991, Thia Khiang, sebagai Penolong Setiausaha Parti Pekerja, telah menawan kawasanundi Hougang dan terpilih ke Parlimen. Dia dilantik lagi sebagai Anggota Parlimen untuk kawasanundi Hougang pada pilihanraya umum 1997. Pada 2001 dia dilantik sebagai Setiausaha Agung Parti Pekerja dan sekali lagi penduduk Hougang memilih dia dalam pilihanraya umum pada tahun 2001.

Sejak Januari 2006, Thia Kiang dan Chiam See Tong merupakan dua ahli politik pembangkang dalam parlimen Singapura yang memiliki 84 kerusi.