En 2009, acumuló 11 victorias y cuatro segundos lugares en 18 fechas para lograr el título de la categoría.

Con un Audi R8 de WRT, disputó el Campeonato FIA GT1, donde terminó séptimo con tres victorias, y la Blancpain Endurance Series resultó 12º.

[1]​ En 2013, Vanthoor junto con Stéphane Ortelli, se consagró campeón de la FIA GT Series, con tres victorias y nueve podios.

En la carrera principal, después de ser superado en la lucha por el liderato por Earl Bamber, en el intento por recuperar la posición, salió volando por los aires y luego quedó boca abajo su automóvil.

En 2017 debutó en IMSA WeatherTech SportsCar Championship (GTLM), categoría en la que se ha mantenido hasta 2020.

Ganó en la categoría LMGTE Pro en las 24 Horas de Le Mans 2018, junto a Michael Christensen y Kévin Estre.

Al año siguiente, volvió a participar en la carrera de invitados del Stock Car Brasil, resultando quinto, acompañando a Ricardo Zonta al volante de un Chevrolet Sonic.