Babası kont Nikolay Aleksandroviç Tolstoydur (1849-1890). Annesi Aleksandra Leontyevna Turgenyeva (1854-1906), dekabrist Nikolay Turgenyevin yeğenidir. Soylu bir aileden gelen Aleksey Tolstoy, Lev Tolstoyun da uzaktan akrabasıdır.
İlk öğrenimini evde özel öğretmen rehberliğinde tamamlamıştır. 1897 yılında Tolstoyun ailesi geleceğin yazarının gerçek bir lise eğitimi alacağı Samaraya taşınır. 1901 yılında liseden mezun olduktan sonra, öğrenimine devam etmek için Peterburga gider. Teknoloji Enstitüsünün makine mühendisliği bölümüne girer. Bu yıllarda Nekrasov ve Nadsondan öykünerek ilk şiirlerini yazar.
1907de diplomasını almasına kısa bir süre kala, kendini edebî çalışmalara adamaya karar verir ve enstitüyü bırakır.
İç savaş sırasında sık sık denemeler, makaleler, kahramanları şavaşın zor tecrübelerini yaşamış sıradan insanlardan oluşan hikayeler yazıyordu. Savaş yıllarında drama eseri Korkunç İvanı yazar (1941-1943).
Ağır hastalığı yazarın zafer günlerine kadar yaşamasına müsaade etmez ve tolstoy 23 Şubat 1945te Moskovada ölür.
Hikayelerinden Bazıları;
Horozcuk, Turgenyevle Bir Hafta, (1910)
Evlenme Teklifi (1910)
Mişuka Nalımov(1910)
Aktris (İki Arkadaş) (1910)
Hayalperest (Aggey Korovin)(1910)
Rasterginin Maceraları (1910)
Hariton Altını (1911)
Aşk (1916)
Hoş Hanım(1916)
Mavi Kentler (Rusça: Голубые города, 1925) - öykü
Petronun Günü (1918)
Sıradan İnsan (1917)
Dört Çağ (1920)
Pariste(1921)
Kont Kaliostra (1921)
Nikitinanın Çocukluğu(1922)
Kargaşa Zamanlarının Hikayesi (1922)
Aelita (1923) - bilimkurgu öykü
Görgülü İnsan (1927)
Engerek(1928)
Ekmek(1937)
İvan Groznıy (Dişi ve Erkek Kartal,1942, Zor Yıllar,1943)
Rus Karakteri(1944)
Tuhaf Hikaye(1944)
Yağma Edilmiş Dünyada Yedi Gün (1924)
Eski Yol
Kara Cuma
Halka Adasında
Yatak Altında Bulunan El Yazması
Karda
Serap
Antuan Rivonun Öldürülmesi
Balık Avında