En 1939, il est membre suppléant du Comité national des Jeunesses communistes, organisation particulièrement décimée au cours de la Résistance. En 1943 il en devient un des dirigeants, et reste au secrétariat national jusqu'en 1946, date de la création de l'Union de la jeunesse républicaine de France. Il représente la Jeunesse communiste dans l'organisation qui rassemble les mouvements de jeunesses résistants, les Forces unies de la jeunesse patriotique (FUJP) (). Il est l'un des délégués de cette organisation à l'Assemblée consultative provisoire en .
En il est élu député à la première Assemblée constituante par les électeurs du département de l'Aisne, présenté par le parti communiste qui y obtient la première place des forces politiques[3]. Il est réélu en à la deuxième Assemblée constituante et en à la Chambre des députés. Non réélu en 1951, il exerce la profession de comptable et quitte le Parti communiste en 1956.
Les parents de René Thuillier sont cordonniers ou ouvriers dans la chaussure, et habitent rue Bourgon. Il a un frère aîné, Paul. Leur enfance est plutôt misérable. René Thuillier épouse Anna Girond en juillet 1934, mais le mariage est dissous en avril 1939. Il épouse ensuite, en juillet 1941, Colette Jobard, une militante communiste clandestine comme lui. Le couple divorce en 1946. René Thuillier épouse alors Ginette Cros, une des dirigeantes des étudiants communistes, en décembre 1946. Ils ont trois enfants ensemble, Daniel (1945-1945), François (1946-) et Dominique (1952-). Le couple se sépare à l’été 1957[4].
