Từ Tây Ninh (tỉnh Long An cũ) ra Hà Nội học, sau 5,5 năm, Thanh Thoại tốt nghiệp thủ khoa ngành kỹ thuật phần mềm của Học viện Kỹ thuật quân sự với điểm trung bình 8,05/10, ra trường hàm trung úy.