A Tolsztoj grófok erős gyökerekkel kötődtek Oroszországhoz: a család történetét több száz évre vezették vissza, és nagy történelmi eseményekhez kapcsolták. A Tolsztoj vagyis „kövér” becenevet Vak Vaszilij nagyfejedelemtől kapta az író egyik őse – írja Hajnády Zoltán Lev Tolsztoj világa című könyvében.
Tolsztoj 1828-ban született Jasznaja Poljana faluban. Anyját másfél, apját kilencéves korában veszítette el. Szülei jellemvonásai a Háború és béke című művének szereplőiben jelennek meg.
Jasznaja Poljana Tolsztoj életének kezdő- és végpontja, valamint fő ihletforrása is volt. A Tula melletti háromszáz lelkes falucska körüli táj filozofikus gondolatokat ébresztett benne, és örömöt okozott neki.
A kritikusok azt tartják, hogy Tolsztojnak nem volt kezdő korszaka, hanem azonnal eredeti hangú remekművet alkotott. Ez volt a Gyermekkor, amely 1852-ben, az orosz irodalom egyik „ősforrásának” tartott Gogol halálának évében jelent meg. Ebben nem idealizálja a gyermekkort, hanem a lelki élet titkos rezdüléseiről ír, és a műben fontos szerepet játszik az erkölcsi érzés. Az eredetileg négy részre tervezett műből végül csak a Gyermekkor és az Ifjúság készült el, a többibe már bele sem kezdett. Ennek ellenére az orosz irodalom élvonalába került.
Ekkor azonban még tudományos karrierről ábrándozott: arról, hogy Oroszország első és talán Európa legnagyobb tudósa lehet. Az álom és a valóság azonban kibékíthetetlen ellentétbe került: a házitanító keze alatt és az egyetemen is rosszul tanult. „Nem akar, és nem tud” – mondta róla első tanítója, egy Poplonszkij nevű diák. Az egyetemen sem volt sokkal nagyobb szerencséje. Előbb keleti nyelveket tanult, mert diplomata szeretett volna lenni, majd átment a jogi karra, de ezt sem fejezte be. A négy Tolsztoj fiú közül egyedül ő nem fejezte be egyetemi tanulmányait. Ehelyett tizenkilenc évesen hazatért Jasznaja Poljanába, hogy anyai örökségén gazdálkodjon. Az öntökéletesítés lett a legfontosabb életelve. Ebben azonban erősen hátráltatta környezete és saját hajlamai. „Valahányszor megpróbáltam kifejezni azt, ami a legbensőbb vágyam volt: hogy erkölcsileg jó akarok lenni, megvetésre és gúnyra találtam, de mihelyt átadtam magam az alantas szenvedélyeknek, mindjárt megdicsértek, sőt ösztönöztek is” – írja. Másrészt pedig megfigyelései szerint „könnyebb tízkötetnyi filozófiát írni, mint egy elvet a gyakorlatban alkalmazni”. Ugyancsak szavaival: a tivornyázás, a vadászat, a kártya és a cigányok korszaka következik. Ekkor csábított el egy Gasa nevű szobalányt, aki nénikéje házában élt. „Ártatlan volt, miután pedig elcsábítottam, elkergették és elpusztult” – számolt be „bűntettéről” maga az író. Ez a viszony szolgált később mintául a Feltámadás főhőseinek tragédiájához.
A tivornyák és kicsapongás korszaka után következett az aszketizmus és öntökéletesítés ideje, majd csatlakozott egyik bátyjához, és felcsapott katonának. A Kaukázusba menekült adósságai és rossz szokásai elől. Azt remélte, hogy Rousseau tanítása nyomán kivonulhat a társadalomból, a természet közelében megszabadul bűneitől, és a kozákoktól megtanulja a boldogságot. A csecsenek elleni harcot azonban igazságtalannak érzi, a háborút pedig nem látja romantikusnak. Ráadásul egy kozák menyecskétől csúnya betegséget szed össze, amiből csak drágán és hosszadalmasan tud kigyógyulni, a tivornyákon pedig elkártyázza a vagyonát. Egyre inkább az irodalom lesz élete fő célja, bár naplójában még arról is ír, hogy képesnek érzi magát egy új vallás megalapítására.
A kaukázusi népekkel folytatott háborút követi a krími háború, amelyben Franciaország és Anglia ki akarta szorítani Oroszországot a Kaukázusból és a Krím-félszigetről. Tolsztoj hazafias érzésből az egyik legnehezebb helyen teljesít szolgálatot. A Szevasztopoli elbeszélések című művében a modern kor emberét ábrázolja a modern háborúban. Az elbeszélések végképp megalapozták írói hírnevét.
Elege lett a szabados életből, megállapodottságra vágyott. Párizsban és Luzernben tett tanulmányutat, amelyen kiábrándítónak tartotta az európai civilizáció hamis csillogását. Hazatérve azonban „gyötörte a hazája iránti undor”. Szeretett volna enyhíteni a bajokon, ezért alapított iskolát a parasztgyerekeknek Jasznaja Poljanán.
Harmincnégy évesen nősült, egy orvos tizennyolc éves lányát, Szofja Andrejevna Berszt vette el. Mindössze egy hét volt a leánykérés és az esküvő között.
A családi boldogság éveiben írta a Háború és béke regényeposzt a napóleoni háborúkról. Tolsztoj nem a nagy elődök, például Walter Scott nyomdokain haladva írt történelmi regényt, hanem a történelmi eseményekbe ágyazott erkölcsrajzot. A kortársak számára eleinte idegen volt az aprólékos lélektani elemzés. Pártfogója és pályatársa, Turgenyev viszont már úgy fogalmazott, „ez a mű egy nagy író hatalmas alkotása – hamisítatlan Oroszország”. És valóban: a Háború és béke 1805-től 1820-ig öleli fel az eseményeket, mintegy hatszáz egyénített szereplője van, közülük kétszázan valós történelmi személyiségek, rengeteg életkép és húsz csatajelenet található benne.
A Háború és békétől az Anna Karenináig terjedő időszak (1869–1872) a lelki gyötrődés és a halál miatti szorongás időszaka volt. Nagy Péterről készül regényt írni, de végül megírja „élete első valódi regényét”, az Anna Kareninát. Tolsztoj azt a gondolatot fogalmazta meg benne, hogy az új családi boldogságot nem lehet a régi romjaira építeni. Ha valaki eldobja a házastársát, gyerekét, az bűnhődni fog – sugalmazza a regény.
A Feltámadás egy kicsapongó nemes spirituális újjászületésének (feltámadásának) regénye. Mivel Tolsztoj élesen bírálta benne a pravoszláv egyházat, ez jó ürügyül szolgált arra, hogy kiközösítsék. Valamennyi pravoszláv templom szószékéről egyházi átokkal sújtották Tolsztojt.
Alkotó korszakának egyik kései gyöngyszeme még az Ivan Iljics halála.
Tolsztoj az 1880-as években egyre inkább elidegenedett az irodalomtól, és erősödött „prófétai” elkötelezettsége. 1881-es „fordulata” után csak publicisztikai és vallásbölcseleti munkáit tartotta fontosnak, illetve az erkölcsi maggal rendelkező irodalmi műveket. A végletekig leegyszerűsítette szokásait és életmódját (vegetáriánus lett), és ezt egész háza népétől is megkövetelte. Bár sok ember vette körül, magányosnak érezte magát. Pályatársai azt terjesztették róla, hogy megtébolyodott. Egyre jobban nyomasztotta a magántulajdon: hogy háza és földbirtoka van (amelyeket a honoráriumokból vissza tudott vásárolni). Idealizálta a patriarchális faluközösségi életformát, elvetette az erőszakot (Ne állj ellene a gonosznak erőszakkal! – vallotta). Az őskereszténységet tartotta mintának, bár alapvető keresztény tanításokat nem fogadott el. Tagadta például a Szentháromságot.
Vallási anarchizmusát tolsztojizmusként szokták emlegetni.
Végül 1910 októberében örökre elhagyta családját. Ezt nevezik Tolsztoj „futásának”. Előbb egy remetelakba ment, ahol húga apácáskodott. Itt nem fogadta el a felajánlott cellát, hanem tovább ment. A nyolcvankét éves aggastyán a huzatos vonaton „futása” közben tüdőgyulladást kapott, és nem sokkal később meghalt.