После смерти родителей (мать умерла в 1830, отец в 1837) будущий писатель с тремя братьями и сестрой переезжает в Казань, к опекунше П.Юшковой. Шестнадцатилетним юношей поступает в Казанский университет, сначала на философский факультет по разряду арабско-турецкой словесности, затем учится на юридическом факультете (1844—47). В 1847, не окончив курс, уходит из университета и приезжает в Ясную Поляну, полученную им в собственность по разделу отцовского наследства.

Последующие четыре года проводит в исканиях: пытается переустроить быт крестьян Ясной Поляны (1847), живет светской жизнью в Москве (1848), едет в Петербургский университет держать экзамены на степень кандидата права (весна 1849), определяется на службу канцелярским служащим в Тульское дворянское депутатское собрание (осень 1849).

В 1851 уезжает из Ясной Поляны на Кавказ, место службы его старшего брата Николая, добровольцем участвует в военных действиях против чеченцев. Эпизоды Кавказской войны описаны им в рассказах «Набег» (1853), «Рубка леса» (1855), в повести «Казаки» (1852—63). Сдает экзамен на юнкера, готовясь стать офицером. В 1854, будучи артиллерийским офицером, переводится в Дунайскую армию, действовавшую против турок.

На Кавказе всерьез начинает заниматься литературным творчеством, пишет повесть «Детство», которая получает одобрение Некрасова и печатается в журнале «Современник». Позже там будет напечатана повесть «Отрочество»(1852—54).

Вскоре после начала Крымской войны Толстого по его личной просьбе переводят в Севастополь, где он участвует в защите осажденного города, проявляя редкое бесстрашие. Награждается орденом св.Анны с надписью «За храбрость» и медалями «За защиту Севастополя». В «Севастопольских рассказах» нарисует беспощадно достоверную картину войны, что произведет огромное впечатление на русское общество. В эти же годы пишет последнюю часть трилогии — «Юность» (1855—56), в которой заявляет себя не просто «поэтом детства», а исследователем человеческой природы. Этот интерес к человеку и желание понять законы душевной и духовной жизни сохранится и в дальнейшем творчестве.

В 1855, приехав в Петербург, сближается с сотрудниками журнала «Современник», знакомится с И.Тургеневым, И.Гончаровым, А. Островским, Н Чернышевским.

Осенью 1856 вышел в отставку («Военная карьера — не моя...», — пишет он в дневнике) и в 1857 отправился в полугодичное заграничное путешествие по Франции, Швейцарии, Италии, Германии.

В 1859 открывает в Ясной Поляне школу для крестьянских детей, где сам проводит занятия. Помогает открыть более 20 школ в окрестных деревнях. С целью изучить постановку школьного дела за границей в 1860—61 совершает вторую поездку в Европу, осматривает школы во Франции, Италии, Германии, Англии. В Лондоне знакомится с. Герценом, посещает лекцию Диккенса.

В мае 1861 (год отмены крепостного права) возвращается в Ясную Поляну, принимает должность мирового посредника и активно защищает интересы крестьян, решая их споры с помещиками о земле, за что тульское дворянство, недовольное его действиями, требует отстранения его от должности. В 1862 Сенат издает указ об увольнении Толстого. Начинается тайное наблюдение за ним со стороны III отделения. Летом жандармы производят обыск в его отсутствие, уверенные, что найдут тайную типографию, которую писатель якобы приобрел после встреч и долгого общения с Герценом в Лондоне.

В 1862 жизнь Толстого, его быт упорядочиваются на долгие годы: он женится на дочери московского врача Софье Андреевне Вере и ведет патриархальную жизнь в своем имении как глава все увеличивающейся семьи. Толстые воспитали девятерых детей.

1860—70-е годы были отмечены появлением в свет двух произведений Толстого, которые обессмертили его имя: «Война и мир» (1863—69), «Анна Каренина» (1873—77). В начале 1880-х семья Толстых переезжает в Москву, чтобы дать образование подраставшим детям. С этого времени зимы Толстой проводит в Москве. Здесь в 1882 участвует в переписи московского населения, близко знакомится с жизнью обитателей городских трущоб, которую описал в трактате «Так что же нам делать?» (1882—86), и делает вывод: «...Так нельзя жить, нельзя так жить, нельзя!»

Новое миросозерцание Толстой выразил в произведении «Исповедь» (1879—82), где рассказывает о перевороте в своих взглядах, смысл которых он видел в разрыве с идеологией дворянского класса и переходе на сторону «простого трудового народа». Этот перелом приводит Толстого к отрицанию государства, казенной церкви и собственности. Сознание бессмысленности жизни перед лицом неизбежной смерти приводит его к вере в Бога. В основу своего учения кладет нравственные заповеди Нового Завета: требование любви к людям и проповедь непротивления злу насилием составляют смысл так называемого «толстовства», которое делается популярным не только в России, но и за границей.

В этот период приходит к полному отрицанию своей предшествующей литературной деятельности, занимается физическим трудом, пашет, шьет сапоги, переходит на вегетарианскую пищу. В 1891 публично отказывается от авторской собственности на все свои сочинения, написанные после 1880.

Под влиянием друзей и истинных поклонников его таланта, а также личной потребности в литературной деятельности Толстой в 1890-е изменяет свое отрицательное отношение к искусству. В эти годы создает драму «Власть тьмы» (1886), пьесу «Плоды просвещения» (1886—90), роман «Воскресенье» (1889—99). В 1891, 1893, 1898 участвует в помощи крестьянам голодающих губерний, организует бесплатные столовые.

В последнее десятилетие занимается, как и всегда, напряженным творческим трудом. Написаны повесть «Хаджи-Мурат» (1896—1904), драма «Живой труп»(1900), рассказ «После бала» (1903).

В начале 1900 пишет ряд статей, разоблачающих всю систему государственного управления. Правительство Николая II выносит постановление, по которому Святейший Синод (высшее церковное учреждение России) отлучает Толстого от церкви как «еретика», чем вызывает волну возмущения в обществе.

В 1901 живет в Крыму, лечится после тяжелой болезни, часто встречается с А.Чеховым и А. Горьким.

В последние годы жизни, когда Толстой составлял завещание, он оказался в центре интриг и раздоров между «толстовцами», с одной стороны, и женой, которая защищала благополучие своей семьи, детей — с другой. Стараясь привести свой образ жизни в соответствие с убеждениями и тяготясь барским укладом жизни в усадьбе. Толстой 10 ноября 1910 тайно покидает Ясную Поляну. Здоровье 82-летнего писателя не выдержало путешествия. Он простудился и, заболев, 20 ноября скончался в пути на станции Астапово Рязанско-Уральской железной дороги. Похоронен в Ясной Поляне.