Будущий писатель родился в городе Николаевске Самарской губернии. Мать Алексея Николаевича была талантливой писательницей и с ранних лет привила сыну любовь к литературному творчеству. А. Н. Толстой писал для детей разного возраста и для взрослых. Творчество автора довольно разнообразно: он создавал фантастические и исторические романы, сказки для детей, соцреалистические повести, а также стихи и пьесы.

Толстой был освобождён от службы из-за проблем со здоровьем во время Первой мировой войны, но работал военным корреспондентом на фронте от газеты «Русские ведомости».

Алексей Николаевич является автором той самой истории о приключениях деревянного мальчика Буратино – «Золотой ключик, или Приключения Буратино». Она вышла в 1936 году. Сначала книга задумывалась, как литературная обработка сказки итальянского писателя Карло Коллоди «Приключения Пиноккио. История деревянной куклы», но Толстой передумал: «...выходит скучновато и пресновато. С благословения Маршака пишу на ту же тему по-своему».

На создание романа «Гиперболоид инженера Гарина» Толстого вдохновил ажиотаж вокруг строительства Шуховской башни в Москве – необычной для того времени конструкции из сетчатых металлических оболочек, которую изобрёл архитектор Владимир Шухов.