Zengin bir ailenin çocuğu olarak Rusya'nın Tula şehrindeki Yasnaya Polyana adlı konakta doğdu. Çok küçük yaşlarında önce annesini, sonra babasını kaybetti, yakınlarının elinde büyüdü. Çocukluğundan beri gerçekleri incelemeye karşı büyük bir ilgisi vardı. Fransızcasını ilerletmiş, Voltaire'i ve J. J. Rousseau'yu okumuş, bu iki yazarın kuvvetli etkisinde kalmıştı. Yasnaya-Polyana'ya döndü, yoksul köylüler arasına katıldı. İlk eseri olan "Çocukluk"u bu sıralarda yazdı.

 Bir süre sonra orduya girdi; Kafkasya'ya gitti. Kafkas halkının yoksulluk dolu yaşayışlarını ele aldığı izlenimlerle ilk gerçekçi hikâyelerini yazdı. 1854'te Kırım savaşı'na subay olarak katıldı. Sonra askerlikten ayrılıp Petersburg'a gitti. Bir kısım eserlerini oldukça sakin geçirdiği o yıllarda yazdı. Yine de içinde, aradığını bulamayan bir ruh çalkalanıyordu. Batı Avrupa ülkelerinde uzun bir gezintiye çıktı. Almanya, Fransa ve İsviçre'de dolaştı. Yurduna dönüşünde yine Yasnaya-Polyana'ya yerleşti. Asalet unvanlarından, lüksten sıkılıyordu. Köyünde bir okul kurdu. Bu okul, öğrenim ve eğitim bakımından yepyeni bir kurumdu. Huzura kavuştuğuna kanaat getirdikten sonra, 1862'de evlendi.

Tolstoy evlendiğinde karısı Sophie Behrs 18 yaşında idi ve aralarında 16 yaş fark vardı. Bu evlilik onun düzenli bir hayat özlemini giderecekti. Bu evlilikten 13 çocukları oldu; bu çocuklardan 3'ü bebek iken, biri 5, diğeri de henüz 7 yaşlarında iken öldü. Eserlerinden en kuvvetli olan iki romanı "Savaş ve Barış" ile "Anna Karenina'yı" bu dönemde yazdı. Karısı, eserlerini yazmasında en büyük yardımcısıydı. Hatta "Savaş ve Barış"ın düzeltmelerini 12 kez yapıp yazmıştır. Aradan bir süre geçince yeniden, bu sefer eskilerden daha şiddetli bir moral çöküntüsüne uğradı. Geniş halk yığınlarının, özellikle Rus köylüsünün yoksul, perişan durumu onu çok üzüyordu. Bütün servetini köylülere dağıttı, her haliyle onlar gibi yaşamaya başladı. Kaba saba giyiniyor, giydiği her elbiseyi kendisi dikiyordu. Değişmeyen tek tarafı bıkıp usanmadan yazmasıydı. "Kroyçer Sonat", "Efendi ile Uşak", "Karanlıkların Gücü", "İman nedir", "İnciler", "Kilise ve Devlet", "İtiraflarım" hep bu yılların ürünleridir.
Tolstoy 82 yaşındayken, 1910 yılında öldü. Kış ortasında evini terk ettiğinde hasta düştükten sonra, Astapovo'da tren istasyonunda zatürre'den öldü. Polis, cenazesine katılmak isteyenlere ulaşımı sınırlandırmak için çalıştı, ama binlerce köylü cenazesinde sokakları doldurdular.

 82 yaşında vefat eden Tolstoy birçok kez büyük sıkıntılar yaşamıştır. Marksizm'den etkilenerek oluşturduğu mülkiyet konusundaki radikal fikirleri nedeniyle bütün servetini köylülere dağıttı, her haliyle onlar gibi yaşamaya başladı. Bu sebeple ailesiyle arası açıldı. Hristiyan anarşizmini geliştirmeye çalıştığı "Tanrının Egemenliği İçinizdedir" kitabıyla yeni bir Hristiyanlık akımı tanımlaması, Ortodoks Kilisesi tarafından aforoz edilmesine sebep oldu. Tolstoy, ömrünün son yıllarını büsbütün derbeder bir şekilde geçirdikten sonra, bir küskünlük sonucunda, evini bırakıp yollara düştü. Astapovo tren istasyonunda ölü olarak bulundu. Ölümüne zatürrenin sebep olduğu bilinmektedir. Hayatı boyunca yaşamın nasıl bir şey olduğunu anlamaya çalıştı. Eserlerinde bunu eksiksiz olarak yansıtmayı hedef edinmiş en büyük Rus yazarlarından birisi olarak edebiyat ve dünya tarihindeki yerini aldı