Veterinær. Foreldre: Høyesterettsadvokat, senere amtmann Guldbrand Thesen (1792–1866; se NBL1, bd. 16) og Fredrikke Elisabeth Smith (1803–39). Gift 18.3.1864 i Drøbak med Fredrikke Jensine Eitzen (14.5.1842–17.9.1932), datter av kjøpmann, konsul Jørgen Jacob Eitzen (1812–90) og Fredrikke Kristine Heiberg (1812–86).

Oluf Thesen var en pioner som lærer i veterinær- og landbruksfag, som fagbokforfatter og i organisasjonssammenheng. Etter tre år som amtsdyrlege og amtsagronom i Romsdals amt ble han ved opprettelsen av den høyere landbruksskole i Ås 1859 ansatt som dosent med omfattende undervisningsplikt og som veileder i praktiske øvelser. I tillegg spilte han en nøkkelrolle ved opprettelsen av Den norske veterinærforening og ble dens første styreformann.

Thesen tilbrakte de første barneårene i Christiania, men 1840 flyttet familien til Molde, da faren ble utnevnt til amtmann i Romsdals amt. 1847 reiste Thesen til Christiania for å ta artium, men en alvorlig øyesykdom hindret ham i dette. I stedet begynte han på Romsdals landbruksskole på Aak i Grytten, der han tok eksamen 1849. Deretter fungerte han i tre år som gårdsfullmektig i Spydeberg, Eidsberg og Frogn. Etter tildeling av et treårig stipend fra Romsdals amt tok han 1855 eksamen ved Den kgl. Veterinærskole i København med beste karakter. Med stipendet fulgte plikten til etter endt utdannelse å ta tjeneste i amtet. Et stipend fra Romsdals Amts Landhusholdningsselskab gav ham anledning til også å utdanne seg i enkelte grener av landbruket, og han besøkte i den anledning en rekke landbruksskoler i Tyskland, Sveits, Danmark og Sverige. I perioden 1856–59 tjenestegjorde han så som amtsdyrlege og amtsagronom i Romsdals amt.

Da Ås høyere landbruksskole 1859 skulle starte sitt første studieår, ble Thesen ansatt som dosent med ansvar for undervisningen i veterinærlære og husdyravl. Fagene omfattet da generell zoologi, husdyrenes anatomi og fysiologi, sykdomslære og dyrenes røkt og foredling, og også produktkunnskap.

1871 ble studieplanene ved den høyere landbruksskole endret, noe som medførte at Thesens undervisningsplikter ble utvidet til å dekke fag i både den lavere og høyere avdeling. Hans store undervisningsbelastning gav liten eller ingen mulighet for vitenskapelig virksomhet, men landbruksundervisningen hadde i denne perioden større behov for populærveiledning enn for spesielle forskningsresultater, en vurdering som ble akseptert av Thesen, som i stedet gjorde en stor innsats som forfatter av en rekke lettleste lærebøker og av populær landbrukslitteratur.

Før det ble ansatt statsagronomer, reiste Thesen etter oppdrag fra landbruksdepartementet i noen år også som prisdommer og foredragsholder. Med stipend fra staten og Selskabet for Norges Vel, og som referent for Aftenposten, foretok han flere reiser, bl.a. til England og Skottland, til Vestlandet og til landbruksutstillinger i en rekke land, og med jubileumssstipend fra veterinærskolen i København besøkte han 1885 veterinærskolene i Berlin og Halle. Fyldige rapporter fra disse reiser finnes i flere årganger av årsrapportene fra Den høiere landbruksskole i Ås.

Thesen spilte en meget aktiv rolle i dannelsen av Norsk Dyrlægeforening (nå Den norske Veterinærforening), som trådte i funksjon 1888, og han var dens styreformann frem til sin død 1895. I perioden 1889–94 var han redaktør av foreningens Tidsskrift for veterinærer. I 10 år var han medarbeider i Tidsskrift for Landmænd.

  • Kortfattet Husdyrlære, 1868
  • Om Mælkestel, 1870
  • Om vore Husdyrs almindeligste Sygdomme, 1873
  • Om Dyrskuer og Udstillinger, 2. oppl. 1874
  • Om Fedekvæget og dets Behandling, 1874
  • Om Hestens Hov, dens Behandling og Beslag, 1877
  • Vore Huspattedyrs Anatomi og Fysiologi, Kristiania og København 1892
  • Om slagtning og Skydemaskens Benyttelse, 1893
  • Betingelser for Avl og Opdræt, u.å
  • J. P. Benzen: Norske Dyrlæger 1770–1890, 1890
  • O. Malm: Norsk Veterinærtidsskrift, 1895, s. 33–34
  • Tidsskrift for det norske landbrug 1896, s. 30
  • N. Ødegaard: Norges Landbrukshøiskole 1859–1909, 1909, s. 266–267
  • P. Borgedal: biografi i NBL1, bd. 16, 1969
  • Maleri av Knud Bergslien, 1898; NLH