Fils du duc Thierry II de Lorraine dit Thierry le Vaillant et de Gertrude de Flandre elle-même fille du comte Robert 1er de Flandre dit le Frison et de Gertrude de Saxe.
Après le meurtre de Charles le Bon en 1127, il revendique le comté de Flandre en tant que petit-fils du comte Robert le Frison, mais le roi Louis VI, impose son protégé et beau-frère Guillaume Cliton, qui devient comte. Sa politique et son attitude à l’égard des libertés flamandes le rendent rapidement impopulaire auprès de ses villes, et dès la fin de l’année Bruges, Gand, puis Lille et Saint-Omer appellent et reconnaissent Thierry comme comte. Celui-ci n’hésite pas, gagne la Flandre à laquelle se rallie la partie impériale du comté, et engage la lutte contre Guillaume.
Sur requête de Louis VI, l’archevêque de Reims l’excommunie, puis Louis VI assiège Lille, mais doit se retirer devant la menace anglaise. Thierry subit un échec à Tielt, puis au château d’Oostkamp et se réfugie à Bruges, qu’il doit fuir, pour gagner enfin la forteresse d’Alost, où Guillaume, aidé de Godefroid le Barbu et des Français, l’assiège. L’assaut aurait été donné si, le 27 juillet 1128, Guillaume Cliton n’avait trouvé brusquement la mort : Thierry est à présent seul comte. En 1128, il inaugure son gouvernement à Gand puis se fait reconnaître de toutes les villes du comté ainsi que du roi d’Angleterre, qui fait prêter aux seigneurs anglais de Flandre l’hommage de vassalité à Thierry. Dès 1132 le nouveau comte prête hommage à Louis VI, et les entreprises de Baudouin IV de Hainaut, dernier prétendant au comté de Flandre, sont matées.
L’une des caractéristiques de la vie de Thierry est le nombre de ses voyages en Terre sainte où il se croise 4 fois. La première fois en 1139, après avoir établi de nouvelles règles de police dans le comté. Arrivé en Palestine, il y trouve la discorde, et s’illustre lors de l’expédition victorieuse qu’il mène contre Césarée. Cette victoire va lui valoir la main de Sibylle d’Anjou, la veuve de Guillaume Cliton son prédécesseur à la tête du comté de Flandre. Sybille étant la fille de Foulque V d’Anjou, roi de Jérusalem. Il combat aux côtés de son beau-père Foulque V d’Anjou à l’invasion des collines de Gilead, une contrée montagneuse à l’est du Jourdain.
Il rentre rapidement en Flandre, pour intervenir dans les querelles autour du duché de Basse Lotharingie. Thierry répond à l’appel du conseil de régence de Godefroid III et mate la révolte de 2 seigneurs révoltés à Vilvorde ; le comte de Flandre reçoit alors l’hommage du duc de Brabant.
Il se croise à nouveau en 1147 et participe à la 2ème grande expédition en Orient. Il se signale au passage du Méandre et assiste à la grande assemblée tenue en 1148 à Ptolémaïs par le roi Louis VII, l’empereur Conrad III de Hohenstaufen et Baudouin III de Jérusalem, roi de Jérusalem. Il combat à la bataille d’Attalia et rejoint la même année, l’armée du roi Baudouin III à Acre.
Durant son absence, Baudouin IV de Hainaut envahit la Flandre, la comtesse Sibylle, en couches, réagit fermement et fait ravager le Hainaut en réponse aux exactions commises par Baudouin en Artois. L’évêque de Reims s’entremet et une trêve est signée. De retour en 1150, Thierry se venge et bat Baudouin IV à Bouchain, qui avait pourtant obtenu l’aide du comte Henri 1er de Namur et de l’évêque de Liège, Henri II de Leez. Au cours de l’entrevue entre les 2 comtes en vue d’une paix, Thierry donne sa fille Marguerite en mariage au fils de Baudouin IV, le futur Baudouin V de Hainaut. En 1155 il fonde la maison des Templiers à Douai.
Continuant sa politique matrimoniale, il marie son fils aîné en 1156 à Élisabeth, fille et héritière du comte Raoul 1er de Vermandois. Reparti en Terre sainte l’année suivante avec cette fois son épouse, il en revient deux ans plus tard en 1159 sans elle, celle-ci ayant désiré prendre le voile à Béthanie. Leur fils Philippe, ayant assuré sans mal le gouvernement du comté depuis leur départ, et est associé au pouvoir dès le retour de son père.
En 1164, il accorde leurs lois aux habitants de Nieuwpoort, puis repart en Palestine, le mirage oriental ne cessant d’exercer sur lui une fascination. Il accompagne le roi Amaury 1er de Jérusalem à Antioche et Tripoli. Après son dernier retour en 1166, il adopte comme sceau un arbrisseau portant des dattes, avec au revers une tête couronnée de lauriers.
Il meurt le 17 janvier 1168 à Gravelines et est enterré à l’abbaye de Watten, près de Saint-Omer.
Le gouvernement de Thierry a été modéré, il restaura une certaine paix intérieure, développant une administration comtale jusqu’alors embryonnaire.
C’est aussi une ère de développement économique, d’expansion des terres cultivées par défrichage, et de fondation d’établissements commerciaux. Sous Thierry d’Alsace, la Flandre connaît sa plus grande extension territoriale.