Issue d'une famille de cycliste, Thibau Nys participe dès cinq ans à sa première compétition de BMX, à Massenhoven[1]. De plus, il suit son père lors de nombreux cyclo-cross et roule sur les parcours pendant les reconnaissances.
Cyclo-cross : premières années
Fin 2016, il remporte son premier cyclo-cross dans la catégorie des moins de 17 ans (novices en Belgique, cadets en France) à Hoboken. En première année dans cette catégorie, il réussit à battre beaucoup de coureurs plus âgés[2]. En 2017 et 2018, il est champion de Belgique de cyclo-cross chez les novices[3] et en 2018, il devient également champion de Belgique de cross-country VTT chez les novices[4].
Lors de sa première saison chez les juniors (moins de 19 ans), il remporte 10 victoires, dont notamment sa première victoire en Coupe du monde à Pontchâteau en janvier. La même saison, il décroche la médaille de bronze au championnat d'Europe à Rosmalen et au championnat de Belgique à Kruibeke. Au championnat du monde de Bogense, il termine quatrième, derrière le Britannique Ben Tulett et les Belges Witse Meeussen et Ryan Cortjens[5].
Lors de la saison de cyclo-cross 2020-2021, il court en catégorie moins de 23 ans (espoirs) et rejoint l'équipe Baloise Trek Lions. Pour sa première saison dans la catégorie, il n'obtient aucun résultat notable et n'est pas sélectionné aux mondiaux, ce qui provoque la colère de son père auprès du sélectionneur belge Sven Vanthourenhout[7].
L'hiver suivant, ses résultats en cyclo-cross dans la catégorie espoirs s'améliorent : en plus de ses trois succès sur les X²O Badkamers Trofee, il remporte les médailles de bronze des championnats d'Europe puis des championnats du monde dans cette catégorie.
Route 2022
Il se fait également remarquer sur route en remportant la Flèche du Sud, ce qui l'amène à rejoindre l'équipe Trek-Segafredo à partir du [8].
Pointé parmi les principaux favoris de la course en ligne des Championnats du monde de cyclisme sur route 2023 en catégorie espoirs organisée le 12 août à Glasgow, il n'obtient que la 27e place, tributaire des aléas de la course et de quelques erreurs tactiques de l'équipe belge malgré de "bonnes jambes", suivant ses déclarations[9].
En novembre, Lidl-Trek annonce la prolongation de contrat de Nys jusqu'en 2026, ce qui vaut également pour la formation de cyclo-cross Baloise Trek Lions[10].
Cyclo-cross 2023-2024
Le 15 octobre 2023, il remporte la première manche de coupe du monde de cyclo-cross élite à Waterloo. Il remporte deux autres courses à Beringen et Audenarde.
Route 2024
Le 25 avril 2024, il fait partie d'une échappée de six coureurs, résiste au retour du peloton et gagne la 2e étape du Tour de Romandie au sommet des Marécottes, sa première victoire sur une course de l'UCI World Tour. Grâce à cette victoire, il s'empare du maillot jaune de leader du classement général qu'il doit toutefois céder le lendemain à Juan Ayuso à la suite des résultats du contre-la-montre. En mai, au Tour de Hongrie, il remporte la 3e étape à Gyöngyös et prend la tête du classement général. Le lendemain, il récidive en remportant au sprint la 4e étape à Etyek. Il remporte le classement général et le classement par points de ce Tour de Hongrie. Le 23 mai, il gagne la première étape du Tour de Norvège à Voss et endosse le maillot orange de leader du classement général qu'il doit céder dès le lendemain. Le 11 juin, il remporte la 3e étape du Tour de Suisse à Rüschlikon au terme d'un sprint pour puncheur, devançant Stephen Williams et Alberto Bettiol. En août, il prend part au Tour de Pologne, course de l'UCI World Tour 2024, et y remporte trois étapes : la 1re étape à Karpacz après avoir attaqué aux 200 mètres, la 3e étape au sprint à Duszniki-Zdrój et la 6e étape, légèrement détaché, à Bukowina.
Vie privée
Thibau Nys est le fils de l'ancien champion du monde de cyclo-cross Sven Nys. À partir de 2017, il est à l'affiche de la série documentaire « DNA Nys », une série sur Één dans laquelle il est suivi depuis le début de sa carrière cycliste[11].