Er studierte in Leipzig Geschichte, Wirtschafts- und Sozialwissenschaften, promovierte im Jahre 1925 zum Dr. rer. pol. und wurde 1928 Privatdozent an der Handelshochschule in Leipzig, 1932 außerplanmäßiger, 1942 ordentlicher Professor. 1949 war er stellvertretender Leiter der Volkswirtschaftlichen Abteilung der Berliner Zentralbank, 1950 in der Industrie- und Handelskammer Berlin tätig. Seit 1951 lehrte er als ordentlicher Professor an der Freien Universität Berlin, zugleich Direktor der Wirtschaftswissenschaftlichen Abteilung des Osteuropa-Instituts. Thalheim ist Mitglied des Forschungsbeirats für Fragen der Wiedervereinigung Deutschlands, Wissenschaftlicher Beirat des Bundesministers für Wirtschaftliche Zusammenarbeit, Vorstandsmitglied der Deutschen Gesellschaft für Osteuropakunde, der Gesellschaft für Wirtschafts- und Sozialwissenschaften, Direktoriumsmitglied des Bundesinstituts zur Erforschung des Marxismus-Leninismus und des Ostkollegs der Bundeszentrale für Politische Bildung und ordentliches Mitglied des Johann-Gottfried-Herder-Forschungsrates. Er zeichnet als Herausgeber der wirtschaftswissenschaftlichen Veröffentlichungen des Europa-Instituts an der Freien Universität Berlin und ist Mitherausgeber der Zeitschrift „Osteuropa-Wirtschaft“. Aus der langen Reihe seiner Publikationen sind zu nennen: „Das deutsche Auswanderungsproblem der Nachkriegszeit“ (1928), „Sozialkritik und -reform bei Abbe, Rathenau und Ford“ (1929), „Das Grenzlanddeutschtum“ (1931), „Autarkie – weder Ziel noch Schicksal“ (1934), „Das ABC der Volkswirtschaft“ (1934), „Die Weltwirtschaft“ (1934), „Sozialpolitik“ (1934), „Agrarpolitik“ (1934), „Die Entwicklungsziele für die gewerbliche Wirtschaft der sowjetischen Besatzungszone in der zweiten Fünfjahrplan-Periode“ (1957), „Betrachtungen zur wirtschaftspolitischen Lage in der Sowjetunion“ (1961), „Grundzüge des sowjetischen Wirtschaftssystems“ (1962), „Die Wirtschaft der Sowjetzone in Krise und Umbau“ (1964), „Beiträge zur Wirtschaftspolitik und -Ordnung“ (1965).(1975)
