Алексей Константинович Толстой родился 24 августа 1817 года в Петербурге в дворянской семье. Воспитывался на Украине в имении своего дяди А. А. Перовского, более известного как писатель Антон Погорельский.
В 1826 г. с матерью и дядей отправился в Германию; в памяти его особенно запечатлелось посещение в Веймаре Гёте и то, что он сидел у великого старца на коленях. Получив хорошую домашнюю подготовку, Толстой в середине 30-х годов поступил в число так называемых «архивных юношей», состоявших при Московском главном архиве министерства иностранных дел. Как «студент архива», он в 1836 г. выдержал в Московском университете экзамен и был причислен к русской миссии во Франкфурте на Майне. Позднее служил во II отделении императорской канцелярии, имел придворное звание.
В 1855 г., во время Крымской войны,Толстой хотел организовать особое добровольное ополчение, но это ему не удалось, и он поступил в число охотников так называемого «стрелкового полка императорской фамилии». Участия в военных действиях не принимал, однако едва не умер от тифа, унесшего значительную часть личного состава полка.
Во время коронации в 1856 г. Александр II назначил Толстого флигель-адъютантом, а затем, когда Толстой не захотел остаться в военной службе, егермейстером. Первая публикация — рассказ «Упырь» (1841, под псевдонимом).
В 1854 г. Толстой выступил в «Современнике» с подборкой стихотворений. Принял участие в составлении цикла юмористических стихотворений, появившихся в «Современнике» в 1854—1855 годах под именем Козьмы Пруткова.
В 1863 году был опубликован роман «Князь Серебряный», а в 1866 г. — драма «Смерть Иоанна Грозного», которая вместе с пьесами «Царь Федор Иоаннович» (1868) и «Царь Борис» (1870) составила трилогию «о русской смуте».