D’origine modeste[1], inspecteur des impôts, Thierry Carcenac est élu en 1976 conseiller municipal de Lescure-d'Albigeois puis élu, dans le canton d'Albi-Nord-Est[2], conseiller général en 1979[3] avant de devenir premier adjoint au maire de sa commune en 1983[1]. Dans les années 1980 et 1990, Thierry Carcenac est chargé de mission auprès de plusieurs ministres (Édith Cresson, Michel Charasse, Martin Malvy)[3]. En 1991, à la mort de Jacques Durand, il lui succède à la présidence du conseil général du Tarn[1]. Parallèlement à ces fonctions d’élu local, Thierry Carcenac est député de 1997 à 2012[3] puis sénateur à partir de 2014. Au cours de sa campagne pour les élections sénatoriales, il défend la construction du barrage de Sivens[3] dont il est l’un des principaux promoteurs en tant que président du conseil général.
Lorsque dans la nuit du 25 au , un opposant au projet de barrage, Rémi Fraisse, 21 ans, est tué sur le site par une grenade projetée par un gendarme, Thierry Carcenac déclare à propos de la mort du jeune homme : « Mourir pour des idées, c’est une chose, mais c’est quand même relativement stupide et bête »[4],[3].
En mars 2015, il est élu conseiller départemental du canton d'Albi-4[5],[6] en tandem avec Élisabeth Claverie[7],[8],[9]. À l'issue du deuxième tour des élections départementales qui a vu sa majorité arriver en tête (13 cantons sur 23), Thierry Carcenac est réélu à la tête du département du Tarn le suivant[10]. Le président sortant obtient 28 voix. Philippe Folliot (UDI), également candidat à la présidence, recueille 18 voix.