Klaus-Peter Thiele wird am 14. Dezember 1940 als Sohn des Schauspielers, Regisseurs und Theaterleiters Heino Thiele in Meiningen geboren. Er absolviert die Schauspielschule in Berlin-Schöneweide und erhält dann ein Engagement am Landestheater Parchim. Kurz darauf holt ihn Regisseur Joachim Kunert, der Thiele schon von der Schauspielschule kennt, zur DEFA nach Babelsberg und gibt ihm die Titelrolle in seinem Antikriegsfilm "Die Abenteuer des Werner Holt" (1964), der Thiele direkt dem großen Publikum bekannt macht.

In den Folgejahren wirkt der Schauspieler in zahlreichen Film- und Fernsehproduktionen mit, wobei er auf kein Genre festgelegt ist. So ist er unter anderem in dem Gojko-Mitić-Western "Weiße Wölfe" (1968), dem Kinderfilm "Susanne und der Zauberring" (1973), dem Thriller "Die Kolonie" (1981) und dem Märchenfilm "Der Bärenhäuter" (1985) zu sehen. An den Erfolg seines Debütfilms kann er dabei allerdings nicht mehr anknüpfen; oft muss er sich mit kleineren Rollen zufrieden geben.

Wiederholt wird Thiele in Nazirollen besetzt, beispielsweise als Obersturmführer Menge respektive Hauptsturmführer Thiel (sic!) in den zwei DDR-Fernsehserien von Rudi Kurz "Archiv des Todes" (1980) und "Front ohne Gnade" (1984), die den Kampf gegen den Faschismus im Dritten Reich zum Thema haben und in jeweils 13 einstündigen Episoden Zeitgeschichte mit einer fiktiven Handlung verbinden.

Nach der Wende ist Thiele vor allem am Theater tätig, zunächst in Hamburg und München, danach als Mitglied der Stammbesetzung der Störtebeker-Festspiele in Ralswiek. Zudem arbeitet er regelmäßig fürs Fernsehen und steht unter anderem für die TV-Serien "Polizeiruf 110", "Unser Lehrer Dr. Specht" und "Tatort" vor der Kamera.

Klaus-Peter Thiele lebt viele Jahre mit der Malerin Rosemarie Rautenberg zusammen. Ihre 1979 geborene gemeinsame Tochter Valeska Rautenberg arbeitet ebenfalls als Schauspielerin und als Sängerin.

Am 10. Oktober 2011 stirbt Klaus-Peter Thiele im Alter von 70 Jahren in Berlin.

Die Ausstattung dieser Personenseite wurde durch die DEFA-Stiftung gefördert.