Urodził się 12 V 1862 r. w Kaliszu, w rodzinie szlacheckiej. Wieki temu, przybywając do Polski z Austrii, Thuguttowie należeli do stanu mieszczańskiego, ale w XVIII w. „za zasługi dla Rzeczypospolitej” otrzymali nobilitację, ziemię i herb Pelikan. Zżyli się z Polską na dobre i na złe. Nic zatem dziwnego, że urodzony pół roku przed wybuchem powstania styczniowego Stanisław Józef odebrał dobre patriotyczne wychowanie.

W 1881 r. ten 19-letni chłopak podjął studia krystalograficzne na Cesarskim Uniwersytecie Warszawskim i tu jego mistrzem został mineralog Georgij Wulf, rosyjski uczony, który rozumiał Polaków. Nasz bohater, podobnie jak inni studenci Polacy, zapamiętał m.in. jak odważnie Wulf występował w obronie języka polskiego.

Z nieznanych powodów Thugutt opuścił Warszawę już w styczniu 1882 r. i studia ukończył w Dorpacie 4 lata później. Tam został asystentem Katedry Mineralogii i Geologii i napisał pierwsze znaczące prace naukowe. W Dorpacie uzyskał też stopień doktora chemii, co jednak nie przełożyło się na dostatek finansowy. W 1894 r. z powodu kłopotów ekonomicznych liczący ponad 30 lat naukowiec porzucił karierę akademicką i osiadł w rodzinnym majątku w podkrakowskich Sieradzicach. Zajmowanie się rolnictwem najwyraźniej nie było Thuguttowi pisane i na początku XX w. przyszły rektor UW coraz częściej był widywany w Warszawie. Tu w 1904 r. stał się właścicielem pracowni mineralogicznej. Sporo pisał, a jego zainteresowania wyraźnie koncentrowały się na mineralogii i krystalografii. Opublikował wówczas pracę O zeagonicie, nowym produkcie wietrzenia nefelinu. Przyczynek do mikrochemii lintonitu, faroelitu, galaktytu i zebachitu, za którą otrzymał nagrodę Kasy im. J. Mianowskiego. Tytuły i treść jego elaboratów budziły szacunek wśród znawców tematu. W 1908 r. został członkiem Warszawskiego Towarzystwa Naukowego, a w grudniu 1915 r. wykładowcą odrodzonego Uniwersytetu Warszawskiego. Szybko wyrobił sobie na uczelni dobrą markę i w 1918 r. wybrano go na prorektora. Rok 1919 był czasem jego największych sukcesów. Thugutt najpierw (z dniem 7 V) uzyskał tytuł profesora zwyczajnego, a zaraz potem wybrano go na rektora. Objął stanowisko zaraz po zatwierdzeniu przez Naczelnika Państwa dnia 1 X 1919 r. Doszło wówczas do „zamiany miejsc”: dotychczasowy rektor Antoni Kostanecki został prorektorem, a prorektor zajął miejsce rektorskie.

Dodajmy, że w tym czasie jego stryjeczny brat Stanisław August Thugutt piastował stanowisko ministra spraw wewnętrznych. Na pewno nie przeszkadzało to w karierze naukowej mineraloga rektora, ale podkreślmy, że o żaden nepotyzm Thuguttów podejrzewać nie można, ponieważ bracia pozostawali w chłodnych stosunkach.

Rektor mineralog zarządzał uczelnią w czasach, gdy krystalizowała się odrodzona ojczyzna. Powstająca II Rzeczpospolita potrzebowała studentów na polach walki, a Thugutt rozumiał tę potrzebę. Także wielu profesorów przywdziało mundury wojskowe. Po rocznym rektorowaniu Thugutt, mimo zaawansowanego już wieku, nie przestał być aktywny i cieszył się zaufaniem. Na początku lat 20. koledzy profesorowie w dowód zaufania wybrali go na prezesa Stowarzyszenia Samopomocy Mieszkaniowej Profesorów UW. W 1925 r. założył pismo „Archiwum Mineralogiczne”, które ukazywało się aż do początku XXI w. Wciąż wykładał i dużo publikował. W 1929 r. otrzymał doktorat honoris causa łotewskiego Uniwersytetu w Dorpacie, gdzie studiował za młodu. W sierpniu 1935 r. przeszedł na emeryturę, otrzymując godność profesora honorowego UW. Do wybuchu wojny mieszkał w domu przy ul. Koszykowej 11 b.

Lata II wojny światowej przeżył w Nagorzanach, podkrakowskim majątku żony Lucyny, i tu wspierał ruch oporu. Ukrywał cichociemnego, lotnika RAF-u, żołnierza AK i uciekinierkę z getta. Od sierpnia 1944 r. udzielał schronienia wygnańcom z Warszawy. Zapamiętano go jako badacza, który mimo wojny potrafił z pasją dyskutować o geologicznych problemach powstawania diamentów.

W pierwszych latach nowej „ludowej” ojczyzny wiekowy mineralog miał pecha zetknąć się z Rosjanami, którzy w niczym nie przypominali jego dawnego mentora, tolerancyjnego i eleganckiego Georgija Wulfa. W 1945 r. został aresztowany przez NKWD i dopiero po interwencji krakowskiego świata nauki zwolniono go z aresztu. Przeżyć też musiał cierpienia swych dzieci. Z powodów politycznych Bohdana i Wandę Thuguttów zesłano w głąb ZSRR. Profesor doczekał się tylko powrotu syna.

W 1951 r. widniał jeszcze w spisie pracowników uniwersytetu (jako profesor honorowy i emerytowany), zapraszano go również na uczelniane uroczystości, ale do Warszawy już nie przyjeżdżał. Stanisław Józef Thugutt zmarł 27 XII 1956 r. w Krakowie, dożywając prawie 100 lat. Długowieczne geny odziedziczył po nim wspomniany syn Bohdan, który kilka dni przed swoją śmiercią w lutym 2002 r. przekazał Muzeum Uniwersytetu Warszawskiego pamiątki po ojcu, m.in. cenny portret z 1935 r. przedstawiający Stanisława Józefa Thugutta jako rektora UW.

Działające przy Wydziale Geologii UW Muzeum Geologiczne w 2008 r. przyjęło za patrona właśnie Stanisława Józefa Thugutta. Tam także można znaleźć kilka cennych pamiątek po uniwersyteckim profesorze mineralogu.

Został pochowany na Cmentarzu Rakowickim w Krakowie (kw. Q-5–48).