Алексей Толстой родился у жены графа Николая Александровича Толстого, четвероюродного брата писателей А. К. Толстого и Л. Н. Толстого. Мать — Александра Леонтьевна (1854—1906), урождённая Тургенева — писательница, двоюродная внучатая племянница декабриста Николая Тургенева. Детские годы будущего писателя прошли в небольшом имении А. А. Бострома на хуторе Сосновка, недалеко от Самары. Весной 1905 года, будучи студентом Петербургского технологического института, поехал на практику на Урал, где более месяца жил в Невьянске. Позднее в книге «Лучшие путешествия по Среднему Уралу: факты, легенды, предания», Толстой посвятил Невьянской наклонной башне свой самый первый рассказ «Старая башня» (1908). В те же годы Алексей Толстой попробовал сочинять стихи.
Алексей Толстой - автор социально-психологических, исторических и научно-фантастических романов, повестей и рассказов, публицистических произведений. Лауреат трёх Сталинских премий первой степени (1941, 1943; 1945 — посмертно). В трилогии «Хождение по мукам» (1922—1941) попытался представить большевизм укоренённым в национальной и народной почве, а революцию 1917 года — как высшую правду, постигаемую русской интеллигенцией. Исторический роман «Пётр I» (кн. 1—3, 1929—1945, не окончен) — возможно, самый известный образец этого жанра в советской литературе, содержит апологию сильной и жестокой реформаторской власти.