Родился в аристократической семье, отец — Луанг Винитантакарма Тинсуланон.
Окончил среднюю школу имени короля Ватчиравута в Сонгкла (1935), колледж Суан-Куларб в Бангкоке (1937), Королевскую военную академию Чулачомклао (1941), бронетанковое училище сухопутных войск (Форт-Нокс, США), Королевский колледж сухопутных войск (1960), Национальный колледж обороны Таиланда (1966).
Кадровый офицер армии Таиланда, сочетал военную службу с занятием государственных постов.
В октябре 1976 Прем Тинсуланон поддержал военный переворот, войдя в состав консультативного совета при премьер-министре (22 октября — 20 ноября 1976). Военные пришли к власти под дозунгом наведения порядка и приняли жёсткие меры против представителей левых сил, выдвинув на пост премьер министра консервативного судью Тханина Крайвичиена. Реакционная политика нового премьера вызвала общественное недовольство и привела к его отстранению от власти представителями военного командования, образовавшими «революционный совет» (20 октября 1977), в состав которого вошёл Прем Тинсуланон.
Награждён многими орденами, в том числе высшей наградой страны — орденом Ноппарат Рачаварапон (Древним и благоприятствующим орденом «Девяти драгоценных камней»).
Став премьер-министром, включил в состав правительства компетентных технократов, успешно руководивших экономикой. Поощрял частные инвестиции в экономику Таиланда, существенно улучшил инвестиционный климат страны. Провёл кодификацию законодательства, добился большей открытости судопроизводства, создал экономические суды. Реорганизовал систему налоговых органов. Активно боролся с коррупцией — лично имел репутацию честного государственного деятеля. Проводил курс на расширение демократических свобод — при нём появились новые политические партии, достигнут прогресс в обеспечении свободы печати.
Результатом восьмилетнего правления Према Тинсуланона были значительные экономические успехи (темпы роста ВВП доходили до 18 % в год). В стране была завершена сплошная электрификация, построены новые дороги, крупные промышленные предприятия, портовые сооружения. Был возведён первый терминал международного аэропорта Донмыанг. В период его премьерства в Бангкоке велось активное строительство, в том числе высотных зданий. Была резко сокращена безработица, предприняты меры по выравниванию социально-экономического развития различных регионов (в отдалённых провинциях стали реализовываться масштабные экономические проекты).
Успешно боролся с леворадикальными повстанцами, сочетая различные методы антипартизанской борьбы — военные операции, акции спецслужб по подрыву антиправительственного движения изнутри, широкие амнистии. В результате партизанское движение прекратилось, его активные участники покинули страну или воспользовались правом на амнистию, некоторые из них позднее занимались политической деятельностью, стали депутатами и членами правительства.
Поддерживал тесные военно-политические отношения с США. В период его премьерства на территории Таиланда находились военные базы противников провьетнамского правительства Камбоджи (тогда Кампучии) — «красных кхмеров», сторонников принца Сианука и бывшего премьер-министра Сонн Сана.
В период пребывания Према Тинсуланона на посту премьера были предприняты две неудачные попытки военного переворота. (1 апреля 1981 и 9 сентября 1985), которые были быстро подавлены. В 1988 передал власть правительству Чатчая Чунхавана, сформированному из представителей политических партий, получивших большинство на парламентских выборах.
По словам Ли Куан Ю, много лет занимавшего пост премьер-министра Сингапура, Прем Тинсуланон
(Ли Куан Ю. Сингапурская история: из третьего мира в первый. М., 2005. С. 279.)
В качестве члена и председателя Тайного совета остался одним из наиболее влиятельных политических деятелей страны, пользующимся уважением короля и располагающим широкими связями в армии, многие посты в которой занимали и занимают его выдвиженцы.
Находился в конфликтных отношениях с премьер-министром Таксином Чинаватом (2001—2006). В 2001 Таксин Чинават инициировал смещение протеже Према Тинсуланона, генерала Сураюда Чуланонта, с ключевого поста командующего сухопутными войсками, переведя его на почётную, но маловлиятельную должность главнокомандующего вооружёнными силами (в том же году генерал Чуланонт подал в отставку). Раздражение Према Тинсуланона вызвало и назначение командующим сухопутными войсками двоюродного брата премьера, генерала Чайсита Чинавата, который не пользовался большим авторитетом в армии и был вынужден покинуть свой пост в 2004.
Во время политического кризиса 2005—2006 Прем Тинсуланон подвергал критике правительство. Существует версия, что он был посредником между различными группами противников Таксина Чинавата, свергнутого в результате военного переворота 20 сентября 2006. Организаторы переворота официально объявили о смещении премьера только после того как Прем Тинсуланон посетил короля Пумипона Адульядета и заручился его одобрением действий военных. 1 октября 2006 король назначил премьер-министром страны генерала в отставке Сураюда Чуланонта, что вполне соответствовало интересам председателя Тайного совета. Однако на парламентских выборах, состоявшихся в конце 2007, победу одержали сторонники свергнутого главы правительства.
Учредитель и распорядитель нескольких государственных фондов и благотворительных организаций, в том числе Truth, Honesty, Sacrifice and Loyalty («Правда, Честность, Жертвенность и Верность»), Dedication to your Homeland — Thailand («Посвятить себя родине — Таиланду»).