Dans l’histoire du vélo, on trouve Thuin comme lieu d’arrivée de la course « Liège-Thuin », remportée en 1896 par le Français Maurice Garin, premier vainqueur du Tour de France. Certaines sources indiquent que Henri Bertrand, champion Belgique en 1897 et en 1898, fut classé 1er ex-aequo.
Thuin a accueilli à plusieurs reprises des arrivées du Tour de Wallonie. L’Italien Giuseppe Palumbo s’y est imposé dans la troisième étape en 2007 et l’Australien Matthew Goss dans la même étape en 2009. Le Belge Greg van Avermaet a signé le doublé étape-classement final en 2011 et en 2013. Le Mur de Thuin s’était mis aux couleurs néerlandaises en 2015 avec la victoire dans la cinquième étape de Danny van Poppel et au classement final de Niki Terpstra. Dries Deveneyns en 2016 et Dylan Teuns en 2017 (photo) avaient, eux aussi, signé le doublé étape-classement final. En 2019, Tosh Van Der Sande empochait l’étape tandis que Loïc Vliegen s’adjugeait le général. En 2023, Thuin était le théâtre du départ de la 3e étape tracé en direction de Mont-Saint-Guibert où on avait salué la victoire du Belge Timo Kielich.
A l’instar de Huy, Thuin est connue pour son “Mur”, petit mont pavé de 500 mètres qui présente une déclivité moyenne de 7,8 % avec des passages à 13,6 %. S’il fut souvent le juge de paix de l’étape finale du Tour de Wallonie, le « Mur » jouait un rôle déterminant dans les finales des éditions de la « Flèche wallonne » des années 1966 à 1974 et 1979 qui se terminaient alors à Marcinelle. Et lors du passage de la 5e étape du Tour de France 1967, le Français Roger Pingeon profita du Mur pour larguer ses compagnons d’échappée, dont le Belge Rik Van Looy et pour entamer un cavalier seul jusque Jambes et ainsi jeter les bases de son succès final.
Thuin est la « patrie » du regretté Bernard Draux, co-équipier d’Eddy Merckx (1976-77) né à Biesme-sous-Thuin (1951). Jonas Vangenechten est lui aussi originaire de Biesmes. La cité et sa région sont également visitées par les pelotons de « Binche-Chimay-Binche » et du « Circuit de Wallonie ». Thuin est, comme Mons, sur la « Route de l’Unesco à vélo », une façon de découvrir le patrimoine wallon via le Ravel et les points-nœuds. Les possibilités de randos à et autour de Thuin sont plus que nombreuses.