Ves Tlustovousy založil zřejmě koncem 12. století významný zemský lokátor Kojata z Hněvina Mostu, významný člen starého rodu Hrabišiců. První písemná zmínka pochází z jeho testamentu roku 1227, kde odkazuje Tlustovousy s dalším majetkem po své smrti zderazskému klášteru v Praze (který založil jeho otec). Z doby klášterní vlády je o obci pouze minimum informací, např. v listině Jana z Cách, majitele sousedních Tuklat, se k roku 1385 zmiňuje mlýn v Tlustovousech nebo ve smlouvě z roku 1417, kdy si místní tvrz pronajal od kláštera na 5 let novoměstský měšťan Ondřej s manželkou Reginou. Po zničení kláštera husity v roce 1419 byly Tlustovousy svěřeny pod společnou správu pražských měst a v roce 1436 je císař Zikmund zastavil Vaňkovi z Křivé Vsi (u Chotěboře). V roce 1462 zapsal král Jiří z Poděbrad vesnici Bedřichovi Žlebovi ze Střižkova a jeho synu Janovi, jemuž ji potvrdil v roce 1483 i král Vladislav II. Po Janovi Žlebovi ze Střižkova a na Tlustovousích, který je v roce 1520 ztratil pro dluhy, získal obec Jan Býchorský z Raškovic, který sem přesídlil z Býchor. Ten se usadil na místní tvrzi a po jeho smrti v roce 1529 potvrdil král Ferdinand I. právo na Tlustovousy jeho synu Mikuláši Býchorskému z Raškovic, který zde vládl s manželkou Kateřinou Vlkovou z Vítkova. Po roce 1543 přebírají rodový majetek jeho starší synové Jan a Jiří Býchorští, kteří na krátko v letech 1563-65 zastavili část vsi Čeňkovi Dašickému z Barchova. V roce 1566 pak byla ves rozdělena na tři části mezi všechny tři syny Mikuláše Býchorského, tedy Jana, Jiřího a již plnoletého Bedřicha. Bedřich svůj díl záhy prodal Jiříkovi Dlaskovi ze Vchynic a v roce 1570 Jiří prodal svůj díl bratru Janovi. V roce 1575 prodává svou část vsi zadlužený Jan Býchorský majiteli černokosteleckého panství Jaroslavu Smiřickému ze Smiřic, druhá část vsi patřila v roce 1581 Janu Leskovcovi z Leskovce. V roce 1593 došlo k vyplacení zástavy královskou komorou, čímž Tlustovousy připadly císaři Rudolfu II., který je v roce 1601 prodal majiteli kounického panství Janu Rudolfovi Trčkovi z Lípy. V roce 1760 připojila kounické panství Marie Terezie Savojská k černokosteleckému panství, jehož součástí zůstaly Tlustovousy až do zrušení patrimoniální správy v roce 1848. Do té doby samostatná obec, byla v roce 1850 (v té době měla 226 obyvatel a 25 domů, v roce 2011 to bylo 236 obyvatel ve 107 domech) připojena k sousedním Tuklatům, jejichž součástí je dodnes.
V letech 1850 – 1960 patřily Tlustovousy spolu s Tuklaty do okresu Český Brod, od roku 1960 jsou součástí okresu Kolín.
Název obce je staročeského původu a je složeninou dvou slovních tvarů - podstatného jména "úsy" (vousy) a přídavného jména "tlust" (silný), jedná se tedy o ves mužů silných/tlustých vousů. Za protektorátu Čechy a Morava byl v letech 1939-45 používán dvojjazyčný název Tlustovousy - Dickbart. V minulosti se název obce prajticky neměnil a zapisoval ve tvarech Tlustoúsi (1227), Tlustowusy (1417), Tlustovúsy (1511) a Tlustovousy (od roku 1520).
Tlustovousy jsou administrativní součástí obce Tuklaty, jejich vlastní katastrální území činí 3,24 km².
Tlustovousy leží 7,5 kilometru severozápadně od Českého Brodu (32 kilometrů severozápadně od Kolína) v nadmořské výšce 227 metrů a jsou nejzápadnější obcí kolínského okresu.