Niels Thorshaug var en av Norges betydeligste veterinærer i første halvdel av 1900-tallet. Han var veterinærdirektør 1926–41 og en drivende kraft bak etableringen av Norges veterinærhøgskole.
Thorshaug vokste opp i Løten i en søskenflokk på 8. Etter undervisning privat og på den høyere skole i Hamar drog han til København og ble immatrikulert ved Den Kgl. Veterinær- og Landbohøjskole, en av de ledende i Europa. Spesielt to av lærerne, hippologen og genetikeren G. Sand og bakteriologen Bernhard Bang, fikk stor betydning for hans senere innsats for hesteavl og bekjempelse av smittsomme dyresykdommer.
Da Thorshaug ble ferdig veterinær 1897, var det elendige kår for veterinærer i Norge. Betalingsevnen i husdyrbruket var dårlig. Det var få veterinærer i landet, og de faglige etterutdanningsmulighetene var begrensede. Thorshaug opprettet egen praksis i Løten. Han var dyktig og omgjengelig, og praksisen vokste. 1903–19 var han distriktsveterinær i Løten.
Thorshaug var også en flittig benyttet dommer ved hesteutstillinger, bl.a. 26 år ved Statens hoppeutstillinger i Hamar og 14 år som bestyrer ved Statens hingsteutstillinger i Lillehammer. 1919 ble han statskonsulent for østlandshesten. Thorshaug hadde bl.a. som mål å avle frem en sterk og sunn arbeidshest for østlandsforhold med relativt store bruk.
1926 ble Thorshaug utnevnt til veterinærdirektør. Hans arbeid bar preg av solide faglige kunnskaper, stor praktisk erfaring, omfattende nasjonalt og internasjonalt nettverk og ikke minst lokal- og rikspolitisk innsikt.
Samme år som han ble ansatt, brøt det ut munn- og klovsyke i Norge. Thorshaug ledet arbeidet effektivt slik at sykdommen kom under kontroll ved hjelp av stamping out (total nedslakting) og etterfølgende overvåking. Her fikk han bruk for så vel sine kontakter som sine kunnskaper og sin erfaring. Senere fortsatte han kampen mot tapsbringende husdyrsykdommer som kvegtuberkulose og smittsom kalvekasting på en måte som vakte internasjonal oppsikt.
1935 ble dyrevernloven vedtatt. Som mangeårig formann i Foreningen til dyrenes beskyttelse fikk Thorshaug utvirket at det ble organisert dyrevern i alle kommuner. I hans funksjonstid ble slaktehusloven av 1892 revidert og kommunenes monopol opphevet.
Et av de viktigste sporene etter Thorshaug er Norges veterinærhøgskole. Allerede 1818 ble de første bevilgningene for bygging av en veterinærhøyskole vedtatt av Stortinget, men først over 100 år senere ble det satt i gang byggearbeider. Da nedgangstider truet med å stoppe prosessen, lyktes det Thorshaug 1927 å få Stortinget til å bevilge 150 000 kroner av statens spilleinntekter til innredning av en klinikk, som kom i drift 1929. Etter regjeringsskiftet 1933 fikk Thorshaug gjennomslag for å fullføre etableringen av Norges veterinærhøgskole. De første studentene ble immatrikulert 1935, mens den offisielle åpningen fant sted året etter.
Thorshaug var aktiv på mange områder. I Løten startet han sangforeninger og var med i lokalpolitikken, bl.a. var han formann i skolestyret i Løten, i Østerdalen sangerforbund og i Løten jegerforening. Han var medlem av herredsstyret i Løten 1911–13 og ordfører 1917–19. Som ordfører var han medlem av Hedmark fylkes jernbanekomité. 1922–24 var han varamann til Stortinget for Høyre. Han var også formann i Hedmark veterinærforening, medlem av sentralstyret i Den norske veterinærforening 1917–25 og formann i Oslo Dyrlægeselskap 1930–41.
1927 ble Thorshaug utnevnt til ridder av 1. klasse av St. Olavs Orden; han ble kommandør 1936. Han var også ridder av den svenske Vasaordenen og kommandør av Finlands Vita Ros Orden og av den danske Dannebrogordenen. Han var æresmedlem av de nordiske veterinærforeningene.
Niels Thorshaugs fond ble besluttet opprettet ved hans avskjed 1941. Han mente at avkastningen burde nyttes til studiereiser og vitenskapelig arbeid.
Thorshaug hadde et sosialt vesen med evne til å lytte og til å orientere om grunnlaget for viktige beslutninger, noe som førte til at han ofte fikk god oppslutning om sine planer og vedtak. På slutten av sin karriere var han sliten og syk. 1942 falt han og ødela ryggsøylen. Han døde 9. oktober samme år.