Enligt myndigheten har Rajapaksa ansökt om en förlängning, men den hade inte godkänts på onsdagsmorgonen.
Den 73-årige Rajapaksa landade senare på torsdagen på Bangkoks internationella flygplats i ett privatflygplan. Enligt uppgifter planerar att vara i Thailand en kortare tid för att sedan återvända till Singapore.
Gotabaya Rajapaksa tvingades fly när tiotusentals demonstranter stormade hans bostad i huvudstaden Colombo i juli. Han flydde först till Maldiverna och sedan till Singapore, varifrån han meddelade sin avgång.
Bakgrunden till demonstrationerna var ett utbrett missnöje bland befolkningen efter månader av långa strömavbrott, rekordstor inflation och brist på mat och bensin.
