Il rejoint initialement le Việt Minh de Hô Chi Minh mais quitte l'organisation un an plus tard pour rejoindre l'Armée nationale vietnamienne de l'État du Viêt Nam soutenu par les Français. Il monte rapidement en grade et dirige en 1954 un bataillon qui repousse les communistes de son village natal de Phan Rang. À la suite du retrait des Français, il prend la tête de l'Académie nationale militaire vietnamienne pendant quatre ans avant de devenir commandant de division.
En 1963, malgré cela il se joint dans le contexte de la crise bouddhiste à un coup d'État renversant Diệm, qui est assassiné. Thiệu est alors promu au rang de général.
Président de la république du Viêt Nam en 1967 et réélu en 1971, Thiệu obtint un important soutien des États-Unis lors de la guerre du Viêt Nam. Durant sa présidence, il a été accusé de corruption, en nommant des loyalistes plutôt que des officiers compétents dans son gouvernement pour diriger l'Armée de la république du Viêt Nam.
Alors que l'offensive des communistes nord-vietnamiens sur Saïgon est imminente, Thiệu démissionne le pour se réfugier en Thaïlande. Il s'installera par la suite définitivement au Massachusetts (États-Unis) jusqu'à sa mort.
Il se marie en 1951 avec Nguyễn Thị Mai Anh, fille d'un riche praticien de médecine par les plantes du delta du Mékong[2]. Son épouse l'aurait poussé à se convertir au catholicisme.