San Cayetano era hijo del conde Gaspar de Thiene y de María di Porto, quien pertenecía a una noble familia de Vicenza. Dos años después del nacimiento de Cayetano, en 1482, su padre murió luchando con el ejército veneciano contra el rey Fernando de Nápoles. Cayetano y sus dos hermanos quedaron al cuidado de su madre. El admirable ejemplo que la piadosa viuda dio a sus hijos, produjo espléndidos frutos, particularmente en Cayetano, a quien su extraordinaria bondad hacía muy popular. El santo estudió cuatro años en la Universidad de Padua. Los prolongados ejercicios de devoción que practicaba, no constituyeron un obstáculo para sus estudios, sino que, por el contrario, santificaron y purificaron su inteligencia y le ayudaron a penetrar más a fondo la verdad. Cayetano se distinguió sobre todo en la teología y, en 1504, se doctoró en derecho civil y canónico. Después retornó a Vicenza, donde fue nombrado senador. Decidido a proseguir los estudios sacerdotales, recibió la tonsura. En 1506, se trasladó a Roma, no en busca de cargos y honores en la corte, sino persuadido de que Dios le llamaba a dicha ciudad a realizar una gran obra. Poco después de su llegada a la Ciudad Eterna, Julio II le nombró protonotario y le concedió un beneficio eclesiástico. A la muerte del Pontífice, ocurrida en 1513, Cayetano se rehusó a continuar en su oficio y se preparó durante tres años a recibir el sacerdocio. Fue ordenado en 1516, a los treinta y tres años, y en 1518 volvió a Vicenza.
En Roma había fundado una cofradía del «Amor Divino». Se trataba de una asociación de celosos clérigos que se dedicaban con toda el alma a promover la gloria de Dios y su propia santificación. En Vicenza Cayetano ingresó en el oratorio de san Jerónimo, que tenía los mismos fines que la cofradía del Amor Divino, pero incluía también a los laicos menos favorecidos por la fortuna. Ello molestó mucho a los amigos de Cayetano, quienes consideraban esa compañía como indigna de su alcurnia, pero él no cedió y su celo produjo extraordinarios frutos. Cayetano buscaba y servía personalmente a los pobres y enfermos de la ciudad y atendía a los pacientes más repugnantes del hospital de incurables, al que favoreció mucho en el orden material. Pero, sobre todo, se preocupaba por el bien espiritual de los miembros de su congregación, a los que solía repetir: «En el oratorio rendimos a Dios el homenaje de la adoración, en el hospital le encontramos personalmente». Cayetano fundó otro oratorio en Verona. Después, siguiendo el consejo de su confesor, Juan Bautista de Crema, un dominico de gran prudencia y santidad, se trasladó en 1520 a Venecia, donde alojó en el hospital de la ciudad y prosiguió la misma forma de vida. Tantos regalos hizo a dicho hospital, que se le consideraba como su fundador prinpal. El santo pasó tres años en Venecia, donde introdujo la bendición con el Santísimo Sacramento y promovió mucho la comunión frecuente. Acerca de esto escribió: «No estaré satisfecho sino hasta que vea a los cristianos acercarse al Banquete Celestial con sencillez de niños hambrientos y gozosos y no llenos de miedo y falsa vergüenza».
La cristiandad atravesaba por entonces un período de crisis. La corrupción que reinaba había debilitado a la Iglesia desde antes de la aparición del protestantismo y había ofrecido un pretexto aparente a la Reforma. Por otra parte, el clero, tanto el regular como el secular, en vez de oponerse a la decadencia de la religión y a la perversión de las costumbres, se había dejado hundir en la indiferencia y la disipación. La Iglesia estaba enferma «en la cabeza y en los miembros». Angustiado ante tal espectáculo, san Cayetano fue a Roma en 1523 hablar sobre ello con los miembros de la cofradía del Amor Divino. Todos estuvieron de acuerdo en que era necesario, primero, reavivar en el clero el celo que había animado a los Apóstoles. A fin de conseguir que el clero cayese en la cuenta de sus obligaciones, decidieron fundar una orden de Clérigos Regulares que tomasen como modelo la vida de los Apóstoles. Los primeros compañeros de san Cayetano fueron Juan Pedro Caraffa, que era entonces obispo de Teato y fue más tarde Papa con el nombre de Pablo IV; Pablo Consiglieri, miembro de la familia Ghislieri; y un caballero de Milán, llamado Bonifacio da Colle. Clemente VII aprobó la fundación, y Caraffa fue elegido superior general. Los miembros de la nueva orden tomaron el nombre de teatinos, derivado de la diócesis de Teato. El 14 de septiembre de 1524, los cuatro primeros miembros cambiaron sus vestiduras prelaciales por el hábito religioso e hicieron los votos en San Pedro, en presencia de un delegado pontificio. Los principales fines de la orden eran la predicación de la sana doctrina al pueblo, el cuidado de los enfermos, la restauración del uso frecuente de los sacramentos y la renovación del clero. La vida común era de regla, y la insistencia en el voto de pobreza una característica de la nueva orden.
Los teatinos no obtuvieron un éxito inmediato y, en 1527, cuando la orden no contaba más que con una docena de miembros, un incidente estuvo a punto de acabar con ella: el ejército de Carlos V saqueó la Ciudad Eterna; la casa de los teatinos fue destruida y éstos escaparon a Venecia. En 1530, terminó el período de superiorato de Caraffa, y san Cayetano fue elegido para sucederle. Después de aceptar el cargo con gran renuencia, se dedicó a trabajar enérgicamente por la reforma del clero y puso particularmente a prueba su caridad, durante una epidemia que se desató en Venecia a causa de la llegada de unas naves de levante.
Tres años después, Caraffa fue elegido superior general por segunda vez y envió a san Cayetano a Verona, donde tanto el clero como los fieles se oponían a la reforma de costumbres que el obispo de dicha ciudad trataba de introducir. Poco después, san Cayetano pasó a Nápoles a fundar una casa de su orden. El conde de Oppido le regaló una casa muy amplia y trató de darle unos terrenos, pero el santo se rehusó a aceptarlos. En vano alegó el conde que los napolitanos no eran tan ricos y generosos como los venecianos, san Cayetano se limitó a responder: «Tal vez tengáis razón, pero Dios es el mismo en ambas ciudades». El ejemplo, la predicación y el trabajo apostólico del santo, produjeron una notable mejoría en la ciudad. Hemos de mencionar en particular el éxito con que se opuso a tres apóstatas, un laico, un agustino y un franciscano, que predicaban respectivamente el socinianismo, el calvinismo y el luteranismo. En los últimos años de su vida, san Cayetano fundó con el beato Juan Marinoni los «Montes de Piedad», que fueron aprobados poco antes del Concilio de Letrán. Muy fatigado por la intensa actividad que debió desplegar para apaciguar la guerra civil en Nápoles y desalentado por la suspensión del Concilio de Trento, del que tanto había esperado para el bien de la Iglesia, san Cayetano tuvo que guardar cama en el verano de 1547. Los médicos le aconsejaron que pusiese un colchón sobre su lecho de tablas, pero él respondió: «Mi Salvador murió en la cruz; dejadme, pues, morir también sobre un madero». Una semana después, el domingo 7 de agosto, exhaló el último suspiro. La comisión encargada de examinar los numerosos milagros del santo los aprobó después de un riguroso escrutinio. La canonización tuvo lugar en 1671. San Cayetano fue una de las figuras más destacadas entre los reformadores que precedieron al Concilio Tridentino. Y la fundación de los clérigos regulares, es decir, sacerdotes que vivían en comunidad y se obligaban con los votos religiosos, pero se dedicaban al ejercicio de los ministerios pastorales, desempeñó un papel muy importante en la reforma católica. En la actualidad, los clérigos regulares prosiguen su tarea en pequeños grupos, si exceptuamos el numerosísimo cuerpo de los jesuitas.
Ninguno de los compañeros de san Cayetano escribió su biografía. La de A. Caracciolo, que puede verse en Acta Sanctorum (agosto, vol. V) fue escrita unos sesenta años después de la muerte del santo. Probablemente la estrecha amistad de san Cayetano con Caraffa (quien ascendió al trono pontificio ocho días después de la muerte del santo y cuyo pontificado fue sumamente impopular) hacía difícil escribir en aquella época sobre los teatinos. Pero en la era moderna, varios historiadores de la talla de Pastor, G. M. Monti y O. Premoli, han hecho luz sobre muchos puntos que habían permanecido en la oscuridad. Aunque se trata de una obra muy breve, el S. Gaetano Thiene de O. Premoli (1910) constituye tal vez el mejor retrato del santo.