Η Θούλη Μισιρλόγλου σπούδασε Ιστορία και Αρχαιολογία, με ειδίκευση στην Ιστορία της Τέχνης στο Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης και στο Πανεπιστήμιο της Σορβόννης. Η διδακτορική της διατριβή αφορά σε σημαντικές ελληνικές ιδιωτικές και δημόσιες συλλογές έργων τέχνης. Μετά από αρκετά χρόνια υπηρεσίας σε διάφορες θέσεις στον χώρο των μουσείων, το 2006-2017 εργάστηκε ως Επιμελήτρια Εκθέσεων και Συλλογών στο Μακεδονικό Μουσείο Σύγχρονης Τέχνης στη Θεσσαλονίκη, του οποίου τη Διεύθυνση ανέλαβε το 2017. Τον Νοέμβριο του 2019, μετά τη συγχώνευση του ΜΜΣΤ με το Κρατικό Μουσείο Σύγχρονης Τέχνης και την ίδρυση του νέου οργανισμού με την επωνυμία MOMus-Μητροπολιτικός Οργανισμός Μουσείων Εικαστικών Τεχνών Θεσσαλονίκης, ανέλαβε τα καθήκοντα της Αναπληρώτριας Διευθύντριας του MOMus-Πειραματικού Κέντρου Τεχνών.

Έχει συνεργαστεί με αρκετά μουσεία και δημόσιους και ιδιωτικούς πολιτιστικούς φορείς, καθώς και διάφορους καλλιτέχνες, και έχει οργανώσει εκθέσεις και φεστιβάλ στην Ελλάδα και την Ιταλία. Την περίοδο 2005-2006 συνέβαλε στην επαναδραστηριοποίηση του Κέντρου Σύγχρονης Τέχνης Θεσσαλονίκης του Κρατικού Μουσείου Σύγχρονης Τέχνης. Έχει συμμετάσχει στην ανάπτυξη ευρωπαϊκών πολιτιστικών προγραμμάτων  και επί πενταετία (2014-2019) υπήρξε καλλιτεχνική σύμβουλος και γενική συντονίστρια του καλλιτεχνικού προγράμματος του διεθνούς Φεστιβάλ Δημητρίων, που διοργανώνει ο Δήμος Θεσσαλονίκης.