Thure Riefenstein wollte eigentlich Elektroingenieur werden. Doch nach einem Autounfall in Frankreich wurde dem gebürtigen Ulmer plötzlich klar, wo seine wahre Berufung liegt: in der Schauspielerei. Also brach er seine Ausbildung ab, um an der Theaterakademie in Ulm zu beginnen. Außerdem sammelte er schauspielerische Erfahrungen in Los Angeles und New York. Direkt nach Abschluss der staatlichen Bühnenreife engagierte ihn der rumänische Regisseur Vlad Mugur für die Hauptrolle in der Komödie "Der Lügner". Danach spielte Riefenstein zwei Jahre lang Theater, hauptsächlich an den Städtischen Bühnen Münster (etwa "Mephisto", "Das Leben des Galilei" und "Linie 1"), aber auch im Hamburger Schauspielhaus ("Blauer Engel"), dem Theater des Westens und dem Berliner Ensemble ("Pericles"), ehe er 1989 sein Fernsehdebüt in eine Nebenrolle im "Tatort" gab.
Dass Thure Riefenstein es auch auf englisch kann, bewies er 1991 im Theaterstück "Die Zofen" in New York. Anschließend konzentrierte er sich jedoch ausschließlich aufs Filmgeschäft. Es folgten zahlreiche Produktionen in Deutschland, den USA, Italien, Kanada und Tschechien, bei denen er mit Regisseuren wie James Brolin (Ehemann von Barbra Streisand), Sigi Rothemund, Bernd Fischerauer, Brad Turner oder Heidi Kranz zusammenarbeitete.
Ab 1994 war Riefenstein häufig in Nebenrollen in TV-Serien zu sehen. So etwa in "Hallo, Onkel Doc", "Schwarz greift ein!" und "Kommissar Schimpanski". 1995 versuchte er sich auch mal hinter der Kamera, als Regisseur des englischsprachigen Kurzfilms "Lonely Nights", dem erst 2003 mit "God Is No Soprano" eine weitere Kurzfilm-Regie folgte.
Im Kino sah man Riefenstein in dem amerikanischen Actionthriller "Kick Fire - Ohne jede Vorwarnung" (1998, Regie: Philip Rhee), in "Fighter" (1999), in "Oskar und Leni", in "Doppeltes Spiel mit Anne" (1999), als Hauptrolle in Carl Schenkels "Feindliche Übernahme - althan.com", in der Komödie "666 - Trau keinem, mit dem du schläfst", "Dark Blue World" (alle 2001), neben Jürgen Prochnow und Donald Sutherland in "Baltic Storm" (2003) und "Ainoa" (2005).
Weitere Filme Riefensteins: "Das Alibi"(1995), "Der Rote Tod" (1996), "Kommissar Schimpanski - Diamantenjagd" (1997), "Das Finale", "Gefährliche Lust - Ein Mann in Versuchung", "Tristan und Isolde - Eine Liebe für die Ewigkeit" (alle 1998), "Jets - Leben am Limit" (1999), "Rosamunde Pilcher - Im Licht des Feuers", "Zwei Asse und ein König", "Polizeiruf 110 - Totenstille", "Kein Weg zurück", "Anna H. - Geliebte, Ehefrau und Hure", "Anwalt Abel - Das Geheimnis der Zeugin", "Jesus-Legenden - Maria Magdalena", "Das Teufelsweib" (alle 2000), "The Wandering Soul Murders", "Geliebte Diebin", "Die Kreuzritter" (alle 2001), "Kommissarin Lucas - Die blaue Blume" (2002), "Polizeiruf 110 - Tiefe Wunden", "Polizeiruf 110 - Abseitsfalle", "Mutter kommt in Fahrt", "Im Namen des Herrn" (alle 2003), "Julie - Agentin des Königs", "Kommissarin Lucas - Vergangene Sünden", "Kommissarin Lucas - Vertrauen bis zuletzt" (alle 2004), "Kommissarin Lucas - Das Verhör", "Heiraten macht mich nervös" (beide 2005), "Rose unter Dornen", "Inga Lindström: Die Frau am Leuchtturm", "Kommissarin Lucas - German Angst", "Kommissarin Lucas - Skizze einer Toten", "Kommissarin Lucas - Das Totenschiff" (alle 2006), "Liebe auf den dritten Blick" (2007), "Fire!", "Kommissarin Lucas - Wut im Bauch", "Der Amokläufer - Aus Spiel wird Ernst", "Kommissarin Lucas - Der Schwarze Mann" (alle 2008), "Ein Date fürs Leben", "Böseckendorf - Die Nacht, in der ein Dorf verschwand" (beide 2009), "Schatten der Erinnerung", "Die Wanderhure" (beide 2010), "GSI - Spezialeinheit Göteborg - Weißes Gold", "Inseln vor dem Wind" (beide 2012).
Außerdem hatte er Gastauftritte in TV-Serien wie "Lutz & Hardy" (Episode: "Adel vernichtet", 1995), "Dr. Stefan Frank - Der Arzt dem die Frauen vertrauen" ("Dr. Frank und der Selbstmörder",1995), "Wildbach" ("Das Kleeblatt", 1996), "Park Hotel Stern" ("in flagranti", 1997), "Medicopter 117 - Jedes Leben zählt" ("Die Geiselnahme"), "Ein Mord für Quandt" ("Schachspieler"), "Pensacola - Flügel aus Stahl" ("Der rote Baron", alle 1998), "Der letzte Zeuge" ("Die Erpressung", 2000), "Alarm für Cobra 11 - Die Autobahnpolizei" ("Die Todesfahrt der Linie 834", 2001), "Fort Boyard - Stars auf Schatzsuche" (2002), "Zwei Profis" ("...und der Luxusfisch", 2003) und "Balko" ("Rosen pflastern seinen Weg", 2004).