Я понимаю, что запросы обслуживаются разными потоками, но все они тоже приходят с одного и того же домена приложения?
Да, они есть. Вот как один web.config обслуживает всю область веб-приложения. Один файл конфигурации на домен приложения - хорошая подсказка.