Nacque a Vicenza nel 1480, nella nobile famiglia dei Thiene. Dopo gli studi primari venne mandato all’università di Padova, dove frequentò, contemporaneamente a Paolo Giustiniani, il futuro riformatore dell’Ordine camaldolese, i corsi di filosofia, teologia, diritto civile e canonico. Divenuto chierico, fu chiamato a Roma da papa Giulio II, che lo volle segretario particolare e protonotario apostolico.
Operando a stretto contatto con la Curia papale, Gaetano sentiva sempre più urgente la necessità di una riforma del costume del clero. Frequentò con Gian Pietro Carafa, che sarà poi papa con il nome di Paolo IV, l’Oratorio del Divino Amore. Nel 1524 fondò insieme al Carafa la Congregazione dei chierici regolari (Teatini ), basata sulla vita in comune, sul modello degli apostoli, e soggetta alla S. Sede. Venne approvata nello stesso anno da Clemente VII. Il papa affidava alla Congregazione la riforma del breviario e della liturgia della messa.
Fondò case a Napoli e a Venezia, promuovendo opere come i Monti di pietà per combattere l’usura, ospizi, ospedali per gli incurabili, e dedicandosi all’apostolato tra i più poveri. S’impegnò a combattere le dottrine protestanti anche attraverso la stampa di opuscoli in difesa della fede cattolica. Morì a Napoli nel 1547, e fu canonizzato da Clemente X nel 1671.