I 1895 kom han til Nordenfjeldske Kunstindustrimuseum og frem til 1908 gjorde det til et museum med moderne samlinger. Han var en radikal museumsmann og var våken for strømninger i tiden. I 1907 engasjerte han Henry van de Velde, som nå regnes som en av datidens fremste stilskapere, til å tegne og innrede et rom i museet som var beregnet på å vise et art nouveau-interiør. Henry van de Velde-rommet er ganske enestående i sitt slag, med interiør og møbler spesialtegnet for formålet. Rommet er gjenskapt i Nordenfjeldske Kunstindustrimuseums nye lokaler.
Han ble i 1908 Nasjonalgalleriets første direktør. Han kjøpte inn fransk samtidskunst, bl.a. Monet, van Gogh m.fl. og la således grunnlaget for museets samling av fransk kunst.
Norske malere og billedhuggere: en fremstilling af norsk billedkunsts historie i det 19. årh. med oversikter over samtidig fremmed kunst. B.1 . Malerkunsten i de første 80 år. Bergen, 1904 -07
Norske malere og billedhuggere: en fremstilling af norsk billedkunsts historie i det 19. årh. Med oversikter over samtidig fremmed kunst. B.2. Fransk malerkunst. Norske kunstforhold. Norsk malerkunst i de sidste 25 år. Bergen, 1904 -07
Norske malere og billedhuggere: en fremstilling af norsk billedkunsts historie i det 19. årh. Med oversikter over samtidig fremmed kunst. B.3. Billedhuggerne. Bergen, 1904 -07.
Renoir, den franske kvinnes maler. Oslo: Gyldendal, 1940. – 4 bl., 172 s.
Kunst, gammel og ny. Oslo : Gyldendal, 1937 . – 223 s.
Fra Nilen til Seinen : samlede avhandlinger om fremmed kunst. Oslo: Gyldendal, 1936 . – 211 s.
Edvard Munch og hans samtid: slekten, livet og kunsten, geniet. Oslo: Gyldendal, 1933. – 3 bl.+330 s.
Norges billedkunst siden 1814. Medvirkende Henrik Grevenor, Langaard, Johan Henrik. Oslo : Stenersen, 1933. 95 s. (Universitetets radioforedrag). Av innholdet: Jens Thiis: Johan Christian Dahl, Edvard Munch. Henrik Grevenor:80-årene i norsk malerkunst. Johan Langaard: Norsk malerkunst efter 1900
Biografier
Mæhle, Ole (1970) Jens Thiis, En kunstens forkjemper, Gyldendal. 357 sider