1943 yılındı Ohio Üniversitesi’nden müzik, İngilizce ve dört farklı yan daldaki çalışmalarını başarıyla tamamlayarak mezun olduktan sonra Michigan Üniversitesinde jeoloji üzerine yüksek lisans yaptı. Daha sonra ise Tulsa üniversitesinde matematik bölümünden mezun oldu. Bir üniversite laboratuvarında harita çizimcisi olarak işe başlayan Tharp havadan çekilmiş fotoğrafları kullanarak ikinci dünya savaşında denize düşen uçakları tespit etmeye çalıştı. Daha sonra Atlantik Okyanusu’nun çok detaylı bir haritasını çıkardı. Kadın olduğu için araştırma gemilerine alınmayan Tharp ancak 1965 yılında böyle bir yolculuğa katılabildi. Atlantik Okyanusu’ndaki tektonik levhalar üzerine yaptığı çalışmalar büyük yankılar uyandırdı ve deniz tabanının nasıl olabileceği konusunda pek çok isme öncülük etti.