W swojej działalności artystycznej skupia się przede wszystkim na problematyce historycznych praktyk wykonawczych. Występuje regularnie jako solista i kameralista – w tej roli gościł na wielu polskich i międzynarodowych festiwalach muzyki dawnej. Współpracował z najważniejszymi polskimi zespołami wykonującymi muzykę barokową. Przez kilkanaście lat był pierwszym wiolonczelistą Dresdner Barockorchester, wieloletnia współpraca łączyła go także z FestspielOrchester Göttingen. Koncertował również z innymi czołowymi niemieckimi zespołami, takimi jak Cantus Cölln, Akademie für Alte Musik Berlin czy Gaechinger Cantoray. Jest profesorem Akademii Muzycznej w Poznaniu, gdzie prowadzi klasę wiolonczeli historycznej. Wykłada również podczas licznych kursów mistrzowskich, przede wszystkim w ramach festiwalu Varmia Musica w Lidzbarku Warmińskim. Jarosław Thiel od 2006 roku jest dyrektorem artystycznym Wrocławskiej Orkiestry Barokowej – zespołu wchodzącego w skład Narodowego Forum Muzyki we Wrocławiu. W latach 2017–2022 pełnił także funkcję zastępcy dyrektora ds. programowych tej instytucji.

Jego dyskografia obejmuje szereg rejestracji muzyki kameralnej, m.in. nagrany w duecie z Katarzyną Drogosz album z Sonatami wiolonczelowymi op. 5 i Wariacjami WoO 45 Beethovena (CD Accord), który uzyskał nominację do Fryderyka 2018. Jarosław Thiel w ostatnich latach coraz częściej występuje także jako dyrygent. Już pierwsze nagranie Wrocławskiej Orkiestry Barokowej pod jego kierownictwem (Koželuh – Rejcha – Voříšek – Symphonies; CD Accord) zdobyło Fryderyka 2011 w kategorii „Fonograficzny debiut roku”, kolejne uzyskiwały szereg nominacji do tego wyróżnienia. Wydana w 2020 roku CD z utworami Kurpińskiego, Dobrzyńskiego i Moniuszki (CD Accord) była nominowana do International Classical Music Award 2022. W 2022 roku ukazały się najnowsze albumy nagrane pod batutą artysty: CD Kings in the North z czeskim barytonem Tomášem Králem (Aparté) oraz płyta Johann David Heinichen – Dresden Vespers z udziałem Ensemble Polyharmonique (światowa premiera fonograficzna; Accent), która także uzyskała nominację do International Classical Music Award 2023 w kategorii „Baroque Vocal”.