Thielemann ha centrado casi toda su discografía en el repertorio romántico alemán, con algunas excepciones en [[Mozart]] y [[Carl Orff|Orff]]. Destaca su integral de las sinfonías y oberturas de [[Beethoven]] con los vieneses y, con la Staatskapelle Dresden, la integral de sinfonías y conciertos de [[Brahms]], enla Dresdede las sinfonías de [[Schumann]] y la aún no terminada de las sinfonías de [[Bruckner]], con la misma agrupación. En el campo operístico, además de ''Palestrina'' de [[Hans Pfitzner]], destacan las principales óperas de [[Richard Strauss]] y la casi integral operística de [[Wagner]] (no ha grabado las óperas de juventud ni tampoco ''[[Tannhäuser]]'', pese a haberla dirigido en bastantes ocasiones). Algunos títulos los ha grabado en dos ocasiones: ''El Anillo del Nibelungo'' (en el Festival de Bayreuth de 2008 y en la Ópera de Viena en 2011), ''Parsifal'' (en la Ópera de Viena en 2005 y en el Festival de Pascua de Salzburgo en 2013) y ''Tristán e Isolda'' (en la Ópera de Viena en 2003 y en el Festival de Bayreuth en 2015).
