לאחר גיוסו לצה"ל שימש בתפקידים מגוונים בחיל האוויר ובמפא"ת, והיה מבכירי אנשי המחקר והפיתוח בצה"ל, במפא"ת ובתעשייה הביטחונית. השתחרר מצה"ל בשנת 1982 בדרגת אל"מ.

לאחר שיחרורו מצה"ל הצטרף (1982) ל"תעשייה האווירית", שם שימש סגן מנהל מפעל מב"ת וכמנהל המפעל (1985). במהלך כהונתו שוגר הלוויין הישראלי הראשון לחלל. מונה (1989) למנכ"ל "אל אופ" ובשנת 1998 זכה ב"פרס התעשייה" בתחום האלקטרוניקה. מונה (2000) ליו"ר משותף של "אל-אופ" ויו"ר ועדת המיזוג בדירקטוריון "אלביט מערכות" וליו"ר דירקטוריון רפא"ל (2000) והוביל את הפיכתה של רפא"ל לחברה ממשלתית.

תורן כיהן כחבר נשיאות איגוד תעשיות האלקטרוניקה והתאחדות התעשיינים, כיו"ר פורום התעשיות הביטחוניות, כחבר הדירקטוריון של הטכניון, חבר הנהלת המרכז הישראלי לניהול ויו"ר סניף מחוז ת"א, וחבר בוועדת ההיגוי הציבורית של הרשות לשיתוף פעולה תעשייתי במשרד התמ"ת.

במהלך שנותיו במערכת הביטחון זכה פעמיים בפרס ביטחון ישראל.

ב-15 בספטמבר 2005 מונה למנכ"ל משרד הביטחון. במהלך כהונתו החל יישומה של רפורמה בתחום הייצוא הביטחוני וניתן מענה לספיחי משימת ההתנתקות, שהוטלה על המשרד.

סיים את תפקידו ביולי 2006, בעיצומה של מלחמת לבנון השנייה.

בוגר הטכניון בחיפה בהנדסת אלקטרוניקה ובעל תואר שני בהצטיינות מארה"ב בתחום הנחיה ובקרה של טילים וכלי טיס.

יעקב (קובי) תורן ז"ל