Geboren wird Nikolaus (Klaus) Thielen als achtes von neun Kindern eines Reisenden am 22. November 1901 in St. Sebastian bei Koblenz. Nach dem Besuch der Volksschule ist Klaus zunächst Heizer, dann Maschinist in Vallendar. Schon bald tritt er der Gewerkschaft bei, dann der SPD, später der KPD. 1925 heiratet er seine Frau Sophia geb. Gröber; er wird Vorsitzender der „Roten Hilfe“, einer Nebenorganisation der KPD.
Später wird Thielen Armenpfleger von Vallendar, Stadtverordneter und Mitglied des Kreistages von Koblenz-Land. Weitere Stationen seiner beruflichen Laufbahn sind Redakteur und Annoncenakquisiteur der Koblenzer KPD-Zeitung „Volksstimme“, Sekretär des KPD-Unterbezirks Koblenz, (nicht gewählter) KPD-Kandidat für den Reichstag und schließlich am 31. Juli 1932 Reichstagsabgeordneter der KPD für den Wahlkreis Köln-Aachen sowie Bezirksinstrukteur des Bezirks Koblenz-Trier-Eifel und Westerwald.

1. März 1933 Als nach dem Reichstagsbrand der allgemeine Haftbefehl gegen alle Abgeordneten der KPD ergeht, versteckt sich Klaus Thielen und flieht über die Niederlande und Belgien in das unter der Verwaltung des Völkerbundes stehende Saargebiet.

ca. Anfang 1934 Seine Frau Sophia und seine beiden kleinen Kinder folgen Klaus Thielen ins Saargebiet. Daraufhin kommt es zu einem Zusammenstoß mit der (KPD-)Bezirksleitung in Saarbrücken. Diese ist nicht an der Sesshaftmachung, sondern allein an der Rückkehr und illegalen Arbeit der Emigranten in Deutschland interessiert. Die Aufforderung, zu illegaler Arbeit nach Baden zu gehen, lehnt Thielen ab, weil ich befürchtete, bei dieser Tätigkeit festgenommen zu werden und mir über die Folgen klar war.

August 1934 Als ihm der Ausschluss aus der Partei angedroht wird, übernimmt er die Aufgabe eines Oberberaters der illegalen KPD für Südwestdeutschland.

10. September 1934 Mit einem falschen Pass fährt er nach Frankfurt/Main und lässt sich dort von seinem Vorgänger in seine neuen Aufgaben einweisen.

20. September 1934 Für weitere Instruktionen sucht er den Kontakt zur KPD-Führung. Er fährt nach Berlin.

21. September 1934 Am zweiten Tag in Berlin werden Klaus Thielen und weitere Genossen nach einem Treffen festgenommen. Thielen kommt in das „Hausgefängnis“ der Gestapo-Zentrale in Berlin. In einem Brief an seine Geschwister schreibt er:
Im Übrigen habe ich die Hoffnung, dass ich gnädig davon komme, denn ich bin verhaftet worden, ehe ich meine vorgesehene Tätigkeit aufgenommen hatte. Und nach dieser Zeit werde ich für meine Familie leben.

9. Mai 1935 Der Oberreichsanwalt beim Volksgerichtshof klagt ihn und die mit ihm Verhafteten an.

2. Juli 1935 Der Volksgerichtshof verurteilt Klaus Thielen wegen Vorbereitung eines hochverräterischen Unternehmens zu 15 Jahren Zuchthaus sowie zehn Jahren Ehrverlust.

26. Juli 1935 Noch im selben Monat kommt Thielen ins Zuchthaus Siegburg; er ist dort in Einzelhaft.

Ende 1938 Ein Gesuch seiner Ehefrau auf Erlass der Reststrafe wird mit der Begründung abgelehnt, Thielen habe als Oberberater der KPD einen hohen Funktionärsposten eingenommen, andere Oberberater seien dafür sogar zum Tode verurteilt worden.

Ende 1939 Auch das Gesuch seiner Ehefrau, ihn nach Jahren der Einzelhaft in eine Gemeinschaftszelle zu verlegen, wird abgelehnt.

18. November 1943 Thielen wird in das Konzentrationslager Mauthausen bei Linz/Österreich verschleppt.

6. Januar 1944 Klaus Thielens Tod ist ungeklärt. Nach Angaben des KZ Mauthausen
(„Mordhausen“ nannten es die Häftlinge) soll er am 6. Januar 1944 an Herzschwäche gestorben sein.

In Vallendar ist eine Straße nach Nikolaus (Klaus) Thielen benannt.