Fue descrito como «el moderno Dalí, Magritte y Man Ray, unidos», sus hipnóticas y estravagantes imágenes, sobre todo fotográficas, se convirtieron en una parte tan importante de la mística de las bandas con las que trabajó como su música.

Hizo flotar un cerdo inflable gigante sobre la central eléctrica de Battersea para producir la cubierta de Animals de Pink Floyd (1977), evocó la ensoñadora, pero decididamente espeluznante imagen, de niños rubios desnudos subiendo la Calzada de los Gigantes en Houses Of The Holy de Led Zeppelin (1973) y, más recientemente, creó la imagen de cuatro hombres jugando a las cartas en el desierto para Black Holes and Revelations de Muse (2006).

Thorgerson insistió en realizar casi todas sus fotografías reales, ignorando en gran medida el advenimiento de la tecnología digital. Para el álbum de Pink Floyd A Momentary Lapse of Reason (1987) contrató cuatro tractores y 30 ayudantes para ensamblar 700 pesadas camas de hierro de hospital en una playa de Devon. Tardaron seis horas y como se puso a llover, tuvieron que llevarse las camas de nuevo y repetir el proceso dos semanas después. A su vez, el cerdo inflable gigante de Animals se soltó de sus amarras y se elevó a 18.000 pies, donde estuvo a punto de provocar un ataque cardíaco al piloto del jet que comunicó por radio en el avistamiento y más tarde fué encontrado por un granjero en Kent al que aterrorizó a su ganado. Para la portada del Floyd Wish You Were Here (1975) fotografió a dos hombres – uno de los cuales está en llamas – estrechándose las manos, más tarde recordaría que, aunque el hombre en llamas llevaba un traje de amianto y una peluca de asbesto, «cuando le pendimos fuego fue por desgracia mirando hacia el lado equivocado en lo que respecta al viento».

Cayó en el diseño de carpetas de álbumes por accidente cuando Pink Floyd invitó a su compañero de piso, Aubrey Powell, un diseñador escénico en la BBC, a diseñar la portada de un disco para ellos. Cuando Powell declinó, Thorgerson se ofreció. «No tenía idea de lo que estaba haciendo», recordó.

Después de trabajar en el segundo álbum de Pink Floyd, A Saucerful of Secrets (1968), Thorgerson y Powell crearon Hipgnosis, un grupo de artes gráficas especializado en fotografía creativa para portadas de discos. Además de su trabajo para Pink Floyd, Thorgerson ha diseñado portadas para muchos otros artistas de rock de los años 1970 y 1980, incluyendo el Génesis, Peter Gabriel y Led Zeppelin.