Алексей Николаевич Толстой родился 10 января 1883 года в Николаевске Самарской губернии (ныне Пугачевск) в семье аристократа, по отцу приходился дальним родственником Л. Н. Толстому. Окончил Санкт-Петербургский машиностроительный институт.
В литературе дебютировал в 1907 году поэтическим сборником «Лирика». В 1910—1912 гг. опубликовал романы «Чудаки», «Хромой барин» и цикл рассказов и повестей, получивший позднее название «Заволжье»; все эти произведения были по большому счету подражаниями — в первую очередь Н. В. Гоголю. В годы первой мировой войны Толстой был военным корреспондентом.
После Октябрьской революции он уехал из России и поселился во Франции. В эмиграции он опубликовал автобиографический роман «Детство Никиты» (1921), а год спустя — Толстой уже перебрался из Парижа в Берлин — увидел свет фантастический роман «Аэлита».
В 1923 году Толстой вернулся в Россию; среди повестей и рассказов, написанных им вскоре после возвращения, присутствует такой мини-шедевр, как «Похождения Невзорова. Или Ибикус» (1924).
В середине 20-ых годов была издана первая часть знаменитой трилогии Толстого «Хождение по мукам» — роман «Сестры» (работать над ним Толстой начал еще в Париже, а завершил роман уже в России). Вторая часть трилогии, «Восемнадцатый год», вышла в 1928 г., третья, «Хмурое утро», — в 1941 году.
В начале 30-ых годов Толстой приступил к своему opus magnum — роману «Петр Первый» (1930—1945). Кроме того, в 1935 году он выпустил сказку «Приключения Буратино», которая стала одной из любимейших книг советской детворы.
В годы Великой Отечественной войны Толстой опубликовал сборник пубюлицистических статей «Родина», а также известный рассказ «Русский характер» и пьесу «Иван Грозный» (1941—1943).
Творчество Толстого отмечено множеством наград, в том числе тремя Сталинскими премиями — за трилогию «Хождение по мукам», за роман «Петр Первый» и за пьесу «Иван Грозный».