Thill werd in augustus 2017 voor het eerst opgeroepen voor het Luxemburgs voetbalelftal. Bondscoach Luc Holtz nam de middenvelder op in zijn selectie voor de duels met Frankrijk en Wit-Rusland. Hij debuteerde op donderdag 31 augustus 2017 in de met 1–0 gewonnen thuiswedstrijd tegen Wit-Rusland.[2] Thill scoorde zijn eerste doelpunt op 10 oktober 2017 in de thuiswedstrijd tegen Bulgarije.