Thill Mantero découvre la musique dès son plus jeune âge grâce à un père italien chef d'orchestre et compositeur. C'est par l'étude du violon que sa vocation de musicien naîtra dès l'âge de 6 ans. En 1993, âgé alors de 15 ans, il part étudier en Angleterre, où grâce à l'enthousiasme de son professeur de musique, il s'adonnera pleinement à sa passion donnant jusqu'à cinquante concerts par an comme premier violon de l'orchestre et du quatuor de son école. Jeune artiste aux goûts hétéroclites, il aime également le jazz et le rock et intègre plusieurs groupes dans lesquels il joue de la batterie ou du saxophone.
C'est à 17 ans qu'il s'orientera définitivement vers le chant. Grâce à l'art lyrique, il peut enfin mettre en pratique une autre de ses passions : le théâtre et surtout le jeu d'acteur. Mozart, Donizetti, Puccini et Britten sont ses compositeurs d'opéra de prédilection. Il affectionne aussi particulièrement la musique de chambre dont les oeuvres de Poulenc, Schumann et Vaughan-Williams. En 1997 il entre au Trinity College of Music à Londres tout en suivant parallèlement des cours d'art dramatique. Il chante alors dans de nombreuses productions lyriques comme Agrippina de Handel, Beatrice Cenci de Goldschmit ou encore Vanessa de Barber. À 23 ans, il décide de partir aux Etats-Unis et travaille au Castillo Theatre de New York dans le but de découvrir les mécanismes de la production théâtrale.
De retour à Paris, il obtient son Diplôme d'Etudes Musicales dans la classe de chant de Micaëla Etcheverry en juin 2005. Après avoir interprété le rôle du médecin dans la production du musée d'Orsay de Pelléas et Mélisande en septembre 2005 à l'opéra de Vichy, il incarne le Comte d'Almaviva dans la production de Station Opéra des Noces de Figaro en novembre 2005 à Paris.
En 2006, Thill chantera le rôle de Moralès dans la production de Baugé Opéra de Carmen de Bizet, à nouveau le Medecin et le Berger dans la production du Musée d'Orsay de Pelléas et Mélisande, cette fois-ci à l'auditorium du musée et Guglielmo dans la production d'Opéra pour Tous de Cosi fan Tutte de Mozart.