Родился Алексей Николаевич Толстой 29 декабря (10 января н.с.) в городе Николаевске Самарской губернии в семье помещика. Был воспитан отчимом А.Бостромом, либералом и наследником "шестидесятников", к которому ушла мать А.Толстого, женщина образованная и не чуждая писательству.

Детские годы прошли на хуторе Сосновка, принадлежавшем отчиму.

Первоначальное образование получил дома под руководством приглашенного учителя. В 1897 семья переехала в Самару, где будущий писатель поступил в реальное училище. Окончив его в 1901, уехал в Петербург, чтобы продолжать образование. Поступил на отделение механики Технологического института. К этому времени относятся его первые стихи, не свободные от подражания Некрасову и Надсону.

В 1907, незадолго до защиты диплома, оставил институт, решив посвятить себя литературному труду. В 1908 написал книгу стихов "За синими реками" — результат первого знакомства с русским фольклором. К этому времени относятся и первые прозаические опыты — "Сорочьи сказки".

На раннее творчество Толстого оказал влияние Волошин, который в те годы был с ним дружен. В 1909 написал первую повесть "Неделя в Туреневе", вошедшую позднее в сборник "Заволжье". Затем вышли в свет два романа — "Чудаки" и "Хромой барин". Произведения Толстого привлекли внимание М. Горького, который увидел в нем "...писателя, несомненно крупного, сильного..." Критика тоже благосклонно оценила его первые публикации.

Первая мировая война изменила планы Толстого. Как военный корреспондент от "Русских ведомостей" он находился на фронтах, побывал в Англии и Франции. Написал ряд очерков и рассказов о войне (рассказы "На горе", 1915; "Под водой", "Прекрасная дама", 1916). В годы войны обратился к драматургии — комедии "Нечистая сила" и "Касатка" (1916).

События Февральской революции вызвали его интерес к проблемам русской государственности, что побудило писателя заняться историей петровских времен. Много времени уделял он работе с архивами, стремясь открыть подлинную действительность того времени, образы Петра I и его окружения.

Октябрьскую революцию Толстой воспринял враждебно. Продолжает работать — в 1918 в его творчестве появляется историческая тема (рассказы "Наваждение", "День Петра").

Осенью 1918 он уехал с семьей в Одессу, оттуда — в Париж. Становится эмигрантом. О своей жизни в тот период Толстой позже напишет: "Жизнь в эмиграции была самым тяжелым периодом моей жизни. Там я понял, что значит быть парней, человеком, оторванным от родины... не нужным никому..."

В 1920 была написана повесть "Детство Никиты".

В 1921 Толстой "перекочевал" в Берлин и вошел в сменовеховскую группу "Накануне" (общественно-политическое движение русской эмигрантской интеллигенции, отказавшейся от борьбы с советской властью и перешедшей к ее фактическому признанию). Бывшие друзья отвернулись от А. Толстого. В 1922 в Берлин приехал М. Горький, с которым установились дружеские отношения. В берлинский период были написаны: роман "Аэлита", повести "Черная пятница" и "Рукопись, найденная под кроватью".

В 1923 Толстой возвратился в СССР. Среди написанного после возвращения выделяется прежде всего трилогия "Хождение по мукам" ("Сестры", "Восемнадцатый год", 1927 — 28; "Хмурое утро", 1940 — 41). К трилогии тематически примыкает повесть "Хлеб" (1937). В 1925 — 1927 появился научно-фантастический роман "Гиперболоид инженера Гарина".

В открытом гостеприимном доме А. Толстого собирались интересные, талантливые люди — писатели, актеры, музыканты.

Значительным достижением А. Толстого стал его исторический роман "Петр I", над которым он работал в течение шестнадцати лет и который так и не успел закончить.

Во время Великой Отечественной войны часто выступал со статьями, очерками, рассказами, героями которых были простые люди, проявившие себя в тяжелых испытаниях войны. В годы войны создает драматическую дилогию "Иван Грозный" (1941 — 1943).

Тяжелая болезнь не дала ему дожить до Дня Победы. Он умер 23 февраля 1945 в Москве.