この場合、次のように言うと良いでしょう。
ーI thought you were serious.
「本気かと思ったよ」
serious で「本気の・冗談でない・真剣な」
ーI didn't know you were joking.
「あなたが冗談を言っているとはわからなかった」
to joke で「冗談を言う・(人を)からかう」
ご参考まで!
I thought you were serious.
I thought you meant it.
I didn’t realize you were joking.
I took it seriously.
I thought you were being serious, I didn’t get the joke.
英語では、この状況はとてもよくあるので、自然な定番フレーズがあります。
日本語の「本気」を直訳して “I thought you were for real.” でも言えますが、日常会話で一番シンプルで安全なのは
I thought you were serious.
です。これは「本気(真剣)だと思った」「冗談じゃないと思った」にぴったりです。