Po ukończeniu studiów inżynierskich w Ensam, Thierry Méline rozpoczął swoją karierę w Grupie Colas w 1990 r. jako inżynier budowy w Screg Sud-Est (obecnie Colas Midi-Méditerranée). W 1994 r. został asystentem kierownika operacyjnego w oddziale tej samej spółki zależnej w Tulonie, a następnie objął stanowisko kierownika centrum zysków w Saint-Etienne w 1997 r., Awinionie w 2000 r., a następnie Isère / Drôme / Ardèche w 2001 r.

W 2005 r. został powołany na stanowisko kierownika profit center w oddziale Colas Midi-Méditerranée na Lazurowym Wybrzeżu, a w 2010 r. objął stanowisko prezesa i dyrektora generalnego spółki zależnej. 

W styczniu 2015 r. Thierry Méline został mianowany zastępcą dyrektora zarządzającego w oddziale Roads France General Management firmy Colas. We wrześniu 2015 r. został mianowany wiceprezesem wykonawczym na Francję. W maju 2019 r. zakres jego obowiązków został rozszerzony o obszar Oceanu Indyjskiego.